水下目标跟踪是海洋国土监视、反潜作战环境下的关键技术。为提高跟踪精度,本研究考虑AUV自身运行状态对目标状态估计的影响,提出一种基于相邻局部通讯和有限测量距离的多AUV协同目标估计与跟踪控制算法。主要研究内容包括(1)研究设计一种分布式协同滤波算法,实现对水下移动目标运动状态的融合估计与预测;(2)基于预测目标状态,建立合理的、适用于AUV复杂动力学特性的目标跟踪误差数学模型,研究存在模型参数不确定性,以及海流干扰情况下的自适应鲁棒跟踪控制方法;(3)深入分析协同滤波算法的收敛性和AUV网络拓扑之间的关系,在此基础上,研究设计多AUV协同控制算法,导引各AUV以最优轨迹航行,获取最好的跟踪效果。通过本项目的研究,揭示满足算法性能和收敛性要求的最小或鲁棒性动态通讯拓扑结构规律,为多AUV群系进行水下目标跟踪作业提供必要的理论指导。
英文主题词Autonomous Underwater Vehicle;Rotate Consensus;Communications and Measurements Constraint;Distributed Estimation;Coordinated Target Tracking