本發明公開了一種雙智能水下機器人水下航行地形匹配導航方法，包括第一智能水下機器人和第二智能水下機器人，其將所述第一智能水下機器人和所述第二智能水下機器人進行水下定深航行，并進行地形匹配導航，通過間隔一定時間進行一次的水聲通信，獲得兩個智能水下機器人之間的相對估計位置與距離；根據兩個智能水下機器人的實際位置，通過公式得到兩個智能水下機器人的導航精度；根據兩個智能水下機器人之間的估計距離與實際測量距離，得到兩者之間的距離誤差；根據多源信息的融合原理，采用混合式融合的方式重新估計兩個智能水下機器人的位置。

技術領域

本發明屬于水下導航技術領域，具體涉及一種雙智能水下機器人水下航 行地形匹配導航方法。

背景技術

智能水下機器人水下地形匹配導航是一種依據地理信息進行的自主導航 方式，利用智能水下機器人自身搭載的測深設備進行實時的地形測量和地形 重構，最后通過匹配定位或定位信息融合得到智能水下機器人相對于先驗地 形圖的位置估計，但是在長航時特別是極地冰下數千公里航程的航行應用中， 水下機器人存在聲學基線定位的高昂成本以及冰區無法上浮進行衛星定位的 局限，但同時地形匹配定位的誤差又與局部地形特征和地形測量誤差密切相 關，且各匹配點的測量地形之間幾乎沒有相關性，這就意味著每一個地形匹 配定位點的定位誤差和定位點置信區間各不相同且不存在相關性，地形匹配定位的誤差和置信區間不能以樣本統計的方式獲得。此外，單個機器人獲取 地形信息較少，誤差較大。本發明提供了一種雙智能水下機器人水下航行地 形匹配導航方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種雙智能水下機器人水下航行地形匹配導航方 法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種雙智能水下機器人水 下航行地形匹配導航方法，包括：第一智能水下機器人和第二智能水下機器 人，其將所述第一智能水下機器人和所述第二智能水下機器人進行水下定深 航行，并進行地形匹配導航，通過間隔一定時間進行一次的水聲通信，獲得 所述第一智能水下機器人和所述第二智能水下機器人之間的相對估計位置與 距離；

根據所述第一智能水下機器人和所述第二智能水下機器人的實際位置， 通過公式得到所述第一智能水下機器人和所述第二智能水下機器人的導航精 度；

根據所述第一智能水下機器人和所述第二智能水下機器人之間的估計距 離與實際測量距離，得到兩者之間的距離誤差；

根據多源信息的融合原理，采用混合式融合的方式重新估計所述第一智 能水下機器人和所述第二智能水下機器人的位置；

實際應用過程中，對所述第一智能水下機器人和所述第二智能水下機器 人的具體操作步驟包括：粒子初始化、重要性權值更新、計算有效樣本容量 判斷是否進行重采樣、輸出狀態估計、基于雙水下機器人水聲通信的位置更 新、位置參數預估和新位置測定，操作步驟循環進行后，其將得到所述第一 智能水下機器人和所述第二智能水下機器人在水下的位置信息。

進一步地，以相對估計位置與距離為依據，根據地形匹配導航方法得到 的第一智能水下機器人的估計位置A(x′₁,y′₁,z′₁),第二智能水下機器人估計 位置B(x′₂,y′₂,z′₂)，兩者之間的估計距離依據下式計算：

其中，L₁為兩個機器人之間的估計距離，Δx＝x′₁-x′₂為兩個機器人x方向 的相對距離，Δy＝y′₁-y′₂為兩個機器人y方向相對的距離；

兩者之間的水聲通信距離依據下式計算：

L＝cΔt

其中，c為水下聲音傳播的速度，Δt為水下聲音傳播的時間。