摘要：针对自主水下机器人(AUV)集群编队任务的实际需求,本文提出了一种基于反步控制思想的多AUV编队控制算法.根据多AUV集群系统的平面Leader-Follower编队模型,推导了多AUV编队控制的数学模型和优化目标.对于积分串联型的AUV非线性系统,借鉴反步控制思想设计了一种新型的控制律函数,采用李雅普诺夫理论证明了AUV集群系统编队控制的稳定性.仿真结果表明,采用本文提出的编队控制方法,AUV集群能够较好实现队形保持与队形切换功能,算法收敛,满足实际编队控制的需求.

摘要：为了实现海面环境下无人水面艇(Unmanned Surface Vessel,USV)的实时精确定位,设计了一套基于超宽带(Ultra-Wideband,UWB)技术的USV定位系统。首先,在硬件电路上增加射频功率放大电路,扩大超宽带测距范围;其次,通过部署4个基站,使用到达时间(Time of Arrival,TOA)测量法对搭载信标的USV进行相对定位;再次,针对应用场景中基站的几何布局造成定位误差较大的问题,提出一种基于卡尔曼滤波测距优化和几何因子最优的三边定位算法;最后,运用双信标的定位坐标,解算出USV航向角度。实验结果表明,设计的USV定位系统显著提高了定位精度,50 m范围内实现了分米级的实时定位和航向计算。