基于协同探测的UUV 集群低能耗动态优化控制策略

李磊，姚申茂，杜度

(1. 中国人民解放军 92578 部队，北京 100071；2. 海装装备保障大队，北京 100841)

0 引 言

水下无人航行器是一种集环境感知、动态决策与规划、行为控制及能源适配等功能的复杂无人系统，同时还可以作为水下运动载体实现对物体设备的承载，主要通过远程控制或自主操作完成特定任务，具有无人化、隐蔽性、智能化的突出优点，是执行海洋环境观测、水中目标探测、海底目标搜探等任务的重要装备[1-2]。UUV 的动态控位，是指UUV 基于动力定位技术，通过UUV 自身的各个执行机构如舵、推进器等，使其能够抵御浪、流等水下环境干扰的影响，从而在预设位置处自动保持位姿[3]。UUV 动态控位技术主要应用于定点悬停、机动、航迹保持等3 个方面。

在统一的通信架构基础上，多艘UUV 构成的UUV 集群，通过智能控制算法，实现多个作业单元的协同控制，包括协同航行、协同探测、协同通信、协同导航定位等，通过链网增效实现作业效率的倍增。不完全相同于单体UUV 的低能耗动态控位，主从式UUV 集群在协同观探测时对于其中单体UUV 的动态控位能力有着不同的要求。主从式UUV 集群由一个主UUV 及多个从UUV 构成，从UUV 跟随主UUV 完成作业，其中从UUV 以主UUV 的各项运动状态信息作为控制及决策系统的输入及判断条件。本文考虑的UUV 集群为同构UUV 集群，即主UUV 及各从UUV的功能及负载均无差别，在相同工况下其自身的动态控位能力也是相同的。UUV 集群协同作业（探测）时的动态控位过程[4]，即是UUV 集群在某一预设区域依照战术阵型进行展开占位后，对非合作方或未知身份的目标进行观测及探测，并保持阵型、坚守战术阵地的过程。……