【CN109856638A】一种特定水下目标自动搜索定位的方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910148370.2

(22)申请日 2019.02.28

(71)申请人 中国计量大学

地址 310018 浙江省杭州市江干区下沙高

教园区学源街258号中国计量大学

(72)发明人 严永强　金怀洲　金尚忠　徐睿　

石岩　赵天琦　袁骁霖　周亚东　

赵春柳　

(51)Int.Cl.

G01S 15/02(2006.01)

G01S 15/89(2006.01)

G06K 9/00(2006.01)

G06K 9/32(2006.01)

G06T 7/70(2017.01)

(54)发明名称

一种特定水下目标自动搜索定位的方法

(57)摘要

本发明公开了一种特定水下目标自动搜索

定位的方法，通过将自主水下潜航器AUV作为可

移动的声纳信号接收换能器阵列，使得水底声纳

图像采集更加便捷高效全面，采用EKF -SLAM算法

和芯片级原子钟CSAC提高自主水下潜航器的定

位精度，应用机器学习形成特定水下目标的光学

和声学图像数据特征集，在自主水下潜航器AUV

进行特征识别后对可能的目标数据回传母船进

行人为二次判别，

大大提高了目标搜索的效率。权利要求书2页 说明书8页 附图3页CN 109856638 A 2019.06.07

C N 109856638

A

权　利　要　求　书1/2页CN 109856638 A

1.一种特定水下目标自动搜索定位的方法，该方法包括：

S0:特定水下目标自动搜索定位系统构成包括母船、浮标和自主水下潜航器AUV；

S1:获取特定水下目标的光学和声学图像特征数据集，并存储于自主水下潜航器AUV 中；

S2:目标水下区域的海底声纳图像的获取；

S3:对所述海底声纳图像进行分析，选定特定水下目标潜在区域；

S4:将母船，浮标和自主水下潜航器AUV进行时钟同步，投放自主水下潜航器AUV对所述特定水下目标潜在区域按照程序规划路线进行自主搜索；

S5:对AUV回传的数据信息进行分析，判别后确定特定水下目标位置。

2.根据权利要求1所述的一种特定水下目标自动搜索定位的方法，其特征在于：所述的浮标的功能模块包括：

水下通信模块，包括发射换能器，接收换能器，声波调制解调器；

水上通信模块，用于浮标之间信号中转或浮标与母船之间的通讯；

GPS模块，用于浮标的准确定位；

芯片级原子钟CSAC时钟，由芯片原子钟集成，用于时钟同步和提高自主水下潜航器AUV 的定位精度；

能源模块：包括太阳能电池板、蓄电池和可拆卸的与母船相连接的供电电缆。

3.根据权利要求1所述的一种特定水下目标自动搜索定位的方法，其特征在于：所述的自主水下潜航器AUV功能模块包括

水下通信模块，包括发射换能器，接收换能器，声波调制解调器；

水上通信模块，用于自主水下潜航器AUV之间信号中转或自主水下潜航器AUV与母船或浮标之间的通讯；

GPS模块，用于自主水下潜航器AUV的准确定位；

芯片级原子钟CSAC时钟，由芯片原子钟集成，用于时钟同步和提高自主水下潜航器AUV 的定位精度；

惯性成像模块，包括多普勒速度仪DVL，光纤陀螺仪FOG，深度计，用于测量自主水下潜航器AUV各项运动参数，提高自主水下潜航器AUV的定位精度；

光学成像模块，包括高清水下摄像机，用于采集图像后用于目标特征判别和回传母船人为二次判定；

声学成像模块，包括主动前视成像声纳，用于形成水下目标物的声纳图像进行目标特征判别和自主水下潜航器AUV定位。

4.根据权利要求1所述的一种特定水下目标自动搜索定位的方法，其特征在于：S1所述的特定水下目标的光学和声学图像特征数据集的获取，具体方法为，在模拟环境下采集特定水下目标的光学和声学数据，通过机器学习神经网络训练形成特征数据集，或者采用已有的相似的特征数据集。

5.根据权利要求1所述的一种特定水下目标自动搜索定位的方法，其特征在于：S2所述的目标水下区域的水下声纳图像的获取，具体方法为：装有大功率声纳设备的母船向水下发射调制声纳信号，自主水下潜航器AUV作为可移动的换能器阵列，对反射的声波信号进行分布式采集，经过数据处理后形成声纳图像。

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