基于auv和水下滑翔机集群协同作业模式研究方法与流程

1.本发明涉及一种auv和水下滑翔机作业研究方法，具体为基于auv和水下滑翔机集群协同作业模式研究方法，属于水下航行器技术领域。


背景技术：

2.水下滑翔机是一种新型的水下机器人。由于其利用净浮力和姿态角调整获得推进力，能源消耗极小，只在调整净浮力和姿态角时消耗少量能源，并且具有效率高、续航力大(可达上千公里)的特点。虽然水下滑翔机的航行速度较慢，但其制造成本和维护费用低、可重复使用、并可大量投放等特点，满足了长时间、大范围海洋探索的需要，auv为水下无缆机器人。
3.根据专利号cn114655400a的发明一种用于翼身融合水下滑翔机的auv电磁引导式回收装置及方法，属于水下航行器布放回收领域；包括电磁布防回收装置和牵引辅助回收装置，多个电磁布防回收装置设置于翼身融合水下滑翔机舱体内，通过牵引辅助回收装置将auv牵引至电磁布防回收装置的回收精度范围内，再由电磁布防回收装置实施回收；电磁布防回收装置包括电源、电磁布放回收管和前盖，由电源控制电磁布放回收管的电磁场环境的通断；牵引辅助回收装置包括控制端和牵引端；由控制端控制牵引端执行动作；牵引端锁定待回收auv后，控制端控制其向翼身融合水下滑翔机附近航行，直至到达电磁布防回收装置的回收精度范围内。因此本发明能够实现高效精确的auv回收。
4.以上对比文件中在对水下滑翔机下水航行时存在以下问题，在对auv实行布放时不能定点投放，下潜的深度比较小，不能对海洋深处进行检测，对海洋生物探测的不够深入，无法更好的去探测海洋的奥秘，同时不能对不同深度的海域监测海洋生物的视像和声音，也不能分析研究出最适合传输视像和声音的最佳距离。


技术实现要素：

5.(一)解决的技术问题
6.本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供基于auv和水下滑翔机集群协同作业模式研究方法，以解决现有技术中在对auv实行布放时不能定点投放，下潜的深度比较小，不能对海洋深处进行检测，对海洋生物探测的不够深入，无法更好的去探测海洋的奥秘，同时不能对不同深度的海域监测海洋生物的视像和声音，也不能分析研究出最适合传输视像和声音的最佳距离的问题。
7.(二)技术方案
8.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：基于auv和水下滑翔机集群协同作业模式研究方法，包括水下滑翔机和母船，所述水下滑翔机设置于母船顶部，包括以下步骤：
9.步骤1：将定位投放系统搭载于水下滑翔机底部，进行下潜到水下进行定点投放，依照此种方法直到投放结束，通过控制平台控制再由2号auv携带多台auv继续下潜，当2号
auv下潜到行驶路径最大值时投放3号auv，此时2号auv保持在该位置不变，对该水面高度的海洋生物的声音和视像进行监测，再按照以上的原理对3号auv进行投放，依照此种方法直到投放结束，此种定点投放的方式可以使auv下潜的距离更远，对水下生物的探索更加的深入；
10.步骤2：定位投放系统依次定点投放完毕后通过视频监测系统和声音监测系统分别对不同海洋深度生存的海洋生物进行记录和对海洋生物所发出的声音进行记录进行监测，水下滑翔机、1号auv、2号auv和3号auv来对不同海洋深度生存的海洋生物进行记录和对海洋生物所发出的声音进行记录，再把记录的声音和影像反映到控制平台，再进行数据回收第二数据分析，进而可以探索不同水面深度的海洋生物的生活习惯以及海洋生物所发出的声音，为人类探索海洋生物做出贡献；
11.步骤3：在对不同海洋深度生存的海洋生物进行记录和对海洋生物所发出的声音进行记录收集过程中，不同距离下的视频监测系统传输信号和声音监测系统传输信号传递的强弱进行分析研究，得出最好的传输距离，1号auv传输到控制平台的时间相对于水下滑翔机的传输时间，声音传输信号传输是否减弱，2号auv304传输到控制平台的时间相对于1号auv303的传输时间，声音传输信号传输是否继续减弱，3号auv305传输到控制平台的时间相对于2号auv的传输时间，声音传输信号传输是否持续减弱，在所有数据传输结束之后，再通过第一数据分析得出最佳的信号传输距离，以此来研究出最佳的一个声音和视像传输距离。
12.优选地，所述定位投放系统是通过控制平台控制水下滑翔机载auv下水，再通过水下滑翔机载多个auv下潜到行驶路径最大值第一定点投放1号auv，再由1号auv携带多台auv继续下潜1号auv下潜到行驶路径最大值时投放2号auv，再由2号auv携带多台auv继续下潜2号auv下潜到行驶路径最大值时投放3号auv，依照此种方法直到投放结束，通过设置定位投放系统用于对不同深度的海面进行海洋生物的视像监测以及声音监测，控制水下滑翔机载auv下水，水下滑翔机载多个auv下潜到行驶路径最大值第一定点投放1号auv，此时水下滑翔机就保持在此位置不变，对该水面高度的海洋生物的声音和视像进行监测，在1号auv投放完毕之后，此时可以通过控制平台控制再由1号auv携带多台auv继续下潜。
13.优选地，所述视频监测系统包括视频传输讯号，所述视频传输讯号与控制平台之间电性连接，在定点投放的水下滑翔机、1号auv、2号auv和3号auv用于对不同海洋深度生存的海洋生物进行记录，记录的数据通过视频传输讯号传输到控制平台，然后再进行数据回收第二数据分析，通过设置视频传输讯号用于对视像进行传输，当1号auv下潜到行驶路径最大值时投放2号auv，此时1号auv保持在该位置不变，对该水面高度的海洋生物的声音和视像进行监测，在2号auv投放完毕之后，此时通过控制平台控制再由2号auv携带多台auv继续下潜，当2号auv下潜到行驶路径最大值时投放3号auv，此时2号auv保持在该位置不变，对该水面高度的海洋生物的声音和视像进行监测。
14.优选地，所述声音监测系统包括声音传输讯号，所述声音传输讯号与控制平台之间电性连接，在定点投放的水下滑翔机、1号auv、2号auv和3号auv用于对海洋生物所发出的声音进行记录，记录的声音数据通过声音传输讯号传输到控制平台，再进行数据回收第二数据分析，通过设置声音传输讯号用于对声音进行传输。
15.优选地，在开始工作后，对不同海洋深度生存的海洋生物进行记录和对海洋生物
所发出的声音进行记录传输到控制平台进行第二数据分析得出最佳的信号传输距离，所述视频监测系统传输信号首先观察水下滑翔机传递数据回收到母船的视像传输信号是否正常，依次再观察由1号auv传递数据回收到母船的视像信号相对于水下滑翔机传递的视像信号传输是否减弱，通过设置水下滑翔机来对此高度水面的海洋生物进行监测。
16.优选地，2号auv传递数据回收到母船的视像信号相对于1号auv传递的视像信号传输是否继续减弱，3号auv传递数据回收到母船的视像信号相对于2号auv传递的视像信号传输是否持续减弱，再通过第一数据分析得出最佳的信号传输距离。
17.优选地，所述声音监测系统传输信号首先观察水下滑翔机传递数据回收到母船的声音传输信号是否正常，依次再观察由1号auv传递数据回收到母船的声音信号相对于水下滑翔机传递的声音传输信号传输是否减弱。
18.优选地，2号auv传递数据回收到母船的声音信号相对于1号auv传递的声音传输信号传输是否继续减弱，3号auv传递数据回收到母船的声音信号相对于2号auv传递的声音传输信号传输是否持续减弱，再通过第一数据分析得出最佳的信号传输距离。
19.优选地，所述水下滑翔机外侧安装有侧翼，所述水下滑翔机尾部安全有尾翼，通过设置尾翼和侧翼用于帮助水下滑翔机进行平稳运行。
20.优选地，所述水下滑翔机外侧安装有观察舱，所述水下滑翔机顶部安装有检修口，通过设置检修口用于对水下滑翔机内部进行检修。
21.本发明提供了基于auv和水下滑翔机集群协同作业模式研究方法，其具备的有益效果如下：
22.1、该基于auv和水下滑翔机集群协同作业模式研究方法，1号auv保持在该位置不变，对该水面高度的海洋生物的声音和视像进行监测，在2号auv投放完毕之后，此时通过控制平台控制再由2号auv携带多台auv继续下潜，当2号auv下潜到行驶路径最大值时投放3号auv，此时2号auv保持在该位置不变，对该水面高度的海洋生物的声音和视像进行监测，再按照以上的原理对3号auv进行投放，依照此种方法直到投放结束，此种定点投放的方式可以使auv下潜的距离更远，对水下生物的探索更加的深入。
23.2、该基于auv和水下滑翔机集群协同作业模式研究方法，水下滑翔机把对海洋生物所发出的声音进行记录传输给控制平台所需时间对比正常声音传输时间，此声音传输信号是否正常，而1号auv传输到控制平台的时间相对于水下滑翔机的传输时间，声音传输信号传输是否减弱，2号auv传输到控制平台的时间相对于1号auv的传输时间，声音传输信号传输是否继续减弱，3号auv传输到控制平台的时间相对于2号auv的传输时间，声音传输信号传输是否持续减弱，在所有数据传输结束之后，再通过第一数据分析得出最佳的信号传输距离，以此来研究出最佳的一个声音和视像传输距离。
24.3、该基于auv和水下滑翔机集群协同作业模式研究方法，通过水下滑翔机、1号auv、2号auv和3号auv来对不同海洋深度生存的海洋生物进行记录和对海洋生物所发出的声音进行记录，再把记录的声音和影像反映到控制平台，再进行数据回收第二数据分析，进而可以探索不同水面深度的海洋生物的生活习惯以及海洋生物所发出的声音，为人类探索海洋生物做出贡献。
附图说明
25.图1为本发明的整体结构示意图；
26.图2为本发明定位投放系统方法的流程图；
27.图3为本发明视频监测系统传输信号方法的流程图。
28.图中：1、母船；
29.2、水下滑翔机载auv下水；201、水下滑翔机载多个auv；202、到行驶路径最大值第一定点投放1号auv；203、再由1号auv携带多台auv继续下潜；204、1号auv下潜到行驶路径最大值时投放2号auv；205、再由2号auv携带多台auv继续下潜；206、2号auv下潜到行驶路径最大值时投放3号auv；207、依照此种方法直到投放结束；
30.3、控制平台；301、声音传输讯号；302、水下滑翔机；303、1号auv；304、2号auv；305、3号auv；306、对不同海洋深度生存的海洋生物进行记录；307、对海洋生物所发出的声音进行记录；308、视频传输讯号；
31.4、视像传输信号是否正常；401、视像信号传输是否减弱；402、视像信号传输是否继续减弱；403、视像信号传输是否持续减弱；
32.5、声音传输信号是否正常；501、声音传输信号传输是否减弱；502、声音传输信号传输是否继续减弱；503、声音传输信号传输是否持续减弱；
33.6、数据回收到母船；7、第一数据分析；8、得出最佳的信号传输距离；9、开始；10、数据回收；11、第二数据分析；12、尾翼；13、侧翼；14、检修口；15、观察仓；16、定位投放系统。
具体实施方式
34.本发明实施例提供基于auv和水下滑翔机集群协同作业模式研究方法。
35.请参阅图1、图2和图3，包括水下滑翔机302和母船1，水下滑翔机302设置于母船1顶部，包括以下步骤：
36.步骤1：将定位投放系统16搭载于水下滑翔机302底部，进行下潜到水下进行定点投放，依照此种方法直到投放结束207；
37.步骤2：定位投放系统16依次定点投放完毕后通过视频监测系统和声音监测系统分别对不同海洋深度生存的海洋生物进行记录306和对海洋生物所发出的声音进行记录307进行监测；
38.步骤3：在对不同海洋深度生存的海洋生物进行记录306和对海洋生物所发出的声音进行记录307记录收集过程中，不同距离下的视频监测系统传输信号和声音监测系统传输信号传递的强弱进行分析研究，得出最好的传输距离。
39.定位投放系统16是通过控制平台3控制水下滑翔机载auv下水2，再通过水下滑翔机载多个auv201下潜到行驶路径最大值第一定点投放1号auv202，再由1号auv携带多台auv继续下潜203，当1号auv下潜到行驶路径最大值时投放2号auv204，再由2号auv携带多台auv继续下潜205，当2号auv下潜到行驶路径最大值时投放3号auv206，依照此种方法直到投放结束207，通过设置定位投放系统16用于对不同深度的海面进行海洋生物的视像监测以及声音监测，视频监测系统包括视频传输讯号308，视频传输讯号308与控制平台3之间电性连接，在定点投放的水下滑翔机302、1号auv303、2号auv304和3号auv305用于对不同海洋深度生存的海洋生物进行记录306，记录的数据通过视频传输讯号308传输到控制平台3，然后再
进行数据回收10第二数据分析11，通过设置视频传输讯号308用于对视像进行传输。
40.水下滑翔机302外侧安装有侧翼13，水下滑翔机302尾部安全有尾翼12，通过设置尾翼12和侧翼13用于帮助水下滑翔机302进行平稳运行，水下滑翔机302外侧安装有观察仓15，水下滑翔机302顶部安装有检修口14，通过设置检修口14用于对水下滑翔机302内部进行检修。
41.具体的，首先把母船1行驶在海面上，然后再通过母船1上的控制平台3控制水下滑翔机载auv下水2，水下滑翔机载多个auv201下潜到行驶路径最大值第一定点投放1号auv202，此时水下滑翔机302就保持在此位置不变，对该水面高度的海洋生物的声音和视像进行监测，在1号auv303投放完毕之后，此时可以通过控制平台3控制再由1号auv携带多台auv继续下潜203，当1号auv下潜到行驶路径最大值时投放2号auv204，此时1号auv303保持在该位置不变，对该水面高度的海洋生物的声音和视像进行监测，在2号auv304投放完毕之后，此时通过控制平台3控制再由2号auv携带多台auv继续下潜205，当2号auv下潜到行驶路径最大值时投放3号auv206，此时2号auv304保持在该位置不变，对该水面高度的海洋生物的声音和视像进行监测，再按照以上的原理对3号auv305进行投放，依照此种方法直到投放结束207，此种定点投放的方式可以使auv下潜的距离更远，对水下生物的探索更加的深入。
42.请再次参阅图1、图2和图3，声音监测系统包括声音传输讯号301，声音传输讯号301与控制平台3之间电性连接，在定点投放的水下滑翔机302、1号auv303、2号auv304和3号auv305用于对海洋生物所发出的声音进行记录307，记录的声音数据通过声音传输讯号301传输到控制平台3，再进行数据回收10第二数据分析11，通过设置声音传输讯号301用于对声音进行传输。
43.具体的，通过水下滑翔机302、1号auv303、2号auv304和3号auv305来对不同海洋深度生存的海洋生物进行记录306和对海洋生物所发出的声音进行记录307，再把记录的声音和影像反映到控制平台3，再进行数据回收10第二数据分析11，进而可以探索不同水面深度的海洋生物的生活习惯以及海洋生物所发出的声音，为人类探索海洋生物做出贡献。
44.请再次参阅图1、图2和图3，在开始9工作后，对不同海洋深度生存的海洋生物进行记录306和对海洋生物所发出的声音进行记录307传输到控制平台3进行第二数据分析11得出最佳的信号传输距离8，视频监测系统传输信号首先观察水下滑翔机302传递数据回收到母船6的视像传输信号是否正常4，依次再观察由1号auv303传递数据回收到母船6的视像信号相对于水下滑翔机302传递的视像信号传输是否减弱401，通过设置水下滑翔机302来对此高度水面的海洋生物进行监测，2号auv304传递数据回收到母船6的视像信号相对于1号auv303传递的视像信号传输是否继续减弱402，3号auv305传递数据回收到母船6的视像信号相对于2号auv304传递的视像信号传输是否持续减弱403，再通过第一数据分析7得出最佳的信号传输距离8，声音监测系统传输信号首先观察水下滑翔机302传递数据回收到母船6的声音传输信号是否正常5，依次再观察由1号auv303传递数据回收到母船6的声音信号相对于水下滑翔机302传递的声音传输信号传输是否减弱501，2号auv304传递数据回收到母船6的声音信号相对于1号auv303传递的声音传输信号传输是否继续减弱502，3号auv305传递数据回收到母船6的声音信号相对于2号auv304传递的声音传输信号传输是否持续减弱503，再通过第一数据分析7得出最佳的信号传输距离8。
45.具体的，通过水下滑翔机302、1号auv303、2号auv304和3号auv305的定点投放来对
不同海洋生物的影像和声音进行记录，而在这个记录的过程中，会把视觉传输信号和声音传输信号传递到控制平台3，而在此传输过程中，又可以对视觉传输信号强弱和声音传输信号的强弱进行第一数据分析7，以便于研究得出最佳的信号传输距离8，而在水下滑翔机302把对不同海洋深度生存的海洋生物进行记录306传输给控制平台3所需时间对比正常视像传输时间，此视像传输信号是否正常4，而1号auv303传输到控制平台3的视像时间相对于水下滑翔机302的传输时间，视像信号传输是否减弱401，2号auv304传输到控制平台3的视像时间相对于1号auv303的传输时间，视像信号传输是否继续减弱402，3号auv305传输到控制平台3的视像时间相对于2号auv304的传输时间，视像信号传输是否持续减弱403，而在水下滑翔机302把对海洋生物所发出的声音进行记录307传输给控制平台3所需时间对比正常声音传输时间，此声音传输信号是否正常5，而1号auv303传输到控制平台3的时间相对于水下滑翔机302的传输时间，声音传输信号传输是否减弱501，2号auv304传输到控制平台3的时间相对于1号auv303的传输时间，声音传输信号传输是否继续减弱502，3号auv305传输到控制平台3的时间相对于2号auv304的传输时间，声音传输信号传输是否持续减弱503，在所有数据传输结束之后，再通过第一数据分析7得出最佳的信号传输距离8，以此来研究出最佳的一个声音和视像传输距离。
46.工作原理：水下滑翔机302就保持在此位置不变，对该水面高度的海洋生物的声音和视像进行监测，在1号auv303投放完毕之后，此时可以通过控制平台3控制再由1号auv携带多台auv继续下潜203，当1号auv下潜到行驶路径最大值时投放2号auv204，此时1号auv303保持在该位置不变，对该水面高度的海洋生物的声音和视像进行监测，在2号auv304投放完毕之后，此时通过控制平台3控制再由2号auv携带多台auv继续下潜205，当2号auv下潜到行驶路径最大值时投放3号auv206，此时2号auv304保持在该位置不变，对该水面高度的海洋生物的声音和视像进行监测，再按照以上的原理对3号auv305进行投放，依照此种方法直到投放结束207。
47.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.基于auv和水下滑翔机集群协同作业模式研究方法，包括水下滑翔机（302）和母船（1），所述水下滑翔机（302）设置于母船（1）顶部，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：将定位投放系统（16）搭载于水下滑翔机（302）底部，进行下潜到水下进行定点投放，依照此种方法直到投放结束（207）；步骤2：定位投放系统（16）依次定点投放完毕后通过视频监测系统和声音监测系统分别对不同海洋深度生存的海洋生物进行记录（306）和对海洋生物所发出的声音进行记录（307）进行监测；步骤3：在对不同海洋深度生存的海洋生物进行记录（306）和对海洋生物所发出的声音进行记录（307）记录收集过程中，不同距离下的视频监测系统传输信号和声音监测系统传输信号传递的强弱进行分析研究，得出最好的传输距离。2.根据权利要求1所述的基于auv和水下滑翔机集群协同作业模式研究方法，其特征在于：所述定位投放系统（16）是通过控制平台（3）控制水下滑翔机载auv下水（2），再通过水下滑翔机载多个auv（201）下潜到行驶路径最大值第一定点投放1号auv（202），再由1号auv携带多台auv继续下潜（203），当1号auv下潜到行驶路径最大值时投放2号auv（204），再由2号auv携带多台auv继续下潜（205），当2号auv下潜到行驶路径最大值时投放3号auv（206），依照此种方法直到投放结束（207）。3.根据权利要求2所述的基于auv和水下滑翔机集群协同作业模式研究方法，其特征在于：所述视频监测系统包括视频传输讯号（308），所述视频传输讯号（308）与控制平台（3）之间电性连接，在定点投放的水下滑翔机（302）、1号auv（303）、2号auv（304）和3号auv（305）用于对不同海洋深度生存的海洋生物进行记录（306），记录的数据通过视频传输讯号（308）传输到控制平台（3），然后再进行数据回收（10）第二数据分析（11）。4.根据权利要求3所述的基于auv和水下滑翔机集群协同作业模式研究方法，其特征在于：所述声音监测系统包括声音传输讯号（301），所述声音传输讯号（301）与控制平台（3）之间电性连接，在定点投放的水下滑翔机（302）、1号auv（303）、2号auv（304）和3号auv（305）用于对海洋生物所发出的声音进行记录（307），记录的声音数据通过声音传输讯号（301）传输到控制平台（3），再进行数据回收（10）第二数据分析（11）。5.根据权利要求1所述的基于auv和水下滑翔机集群协同作业模式研究方法，其特征在于：在开始（9）工作后，对不同海洋深度生存的海洋生物进行记录（306）和对海洋生物所发出的声音进行记录（307）传输到控制平台（3）进行第二数据分析（11）得出最佳的信号传输距离（8），所述视频监测系统传输信号首先观察水下滑翔机（302）传递数据回收到母船（6）的视像传输信号是否正常（4），依次再观察由1号auv（303）传递数据回收到母船（6）的视像信号相对于水下滑翔机（302）传递的视像信号传输是否减弱（401）。6.根据权利要求5所述的基于auv和水下滑翔机集群协同作业模式研究方法，其特征在于：2号auv（304）传递数据回收到母船（6）的视像信号相对于1号auv（303）传递的视像信号传输是否继续减弱（402），3号auv（305）传递数据回收到母船（6）的视像信号相对于2号auv（304）传递的视像信号传输是否持续减弱（403），再通过第一数据分析（7）得出最佳的信号传输距离（8）。7.根据权利要求1所述的基于auv和水下滑翔机集群协同作业模式研究方法，其特征在于：所述声音监测系统传输信号首先观察水下滑翔机（302）传递数据回收到母船（6）的声音
传输信号是否正常（5），依次再观察由1号auv（303）传递数据回收到母船（6）的声音信号相对于水下滑翔机（302）传递的声音传输信号传输是否减弱（501）。8.根据权利要求7所述的基于auv和水下滑翔机集群协同作业模式研究方法，其特征在于：2号auv（304）传递数据回收到母船（6）的声音信号相对于1号auv（303）传递的声音传输信号传输是否继续减弱（502），3号auv（305）传递数据回收到母船（6）的声音信号相对于2号auv（304）传递的声音传输信号传输是否持续减弱（503），再通过第一数据分析（7）得出最佳的信号传输距离（8）。9.根据权利要求1所述的基于auv和水下滑翔机集群协同作业模式研究方法，其特征在于：所述水下滑翔机（302）外侧安装有侧翼（13），所述水下滑翔机（302）尾部安全有尾翼（12）。10.根据权利要求1所述的基于auv和水下滑翔机集群协同作业模式研究方法，其特征在于：所述水下滑翔机（302）外侧安装有观察仓（15），所述水下滑翔机（302）顶部安装有检修口（14）。

技术总结
本发明提供基于auv和水下滑翔机集群协同作业模式研究方法，涉及水下航行器技术领域。该基于auv和水下滑翔机集群协同作业模式研究方法包括水下滑翔机和母船，所述水下滑翔机设置于母船顶部，包括以下步骤：步骤1：将定位投放系统搭载于水下滑翔机底部，进行下潜到水下进行定点投放。该基于auv和水下滑翔机集群协同作业模式研究方法，2号AUV保持在该位置不变，对该水面高度的海洋生物的声音和视像进行监测，再按照以上的原理对3号AUV进行投放，依照此种方法直到投放结束，此种定点投放的方式可以使AUV下潜的距离更远，对水下生物的探索更加的深入。更加的深入。更加的深入。


技术研发人员：李正光 张奕 杨磊 赵晟娅 齐海滨 方玉莹
受保护的技术使用者：国家深海基地管理中心
技术研发日：2023.05.17
技术公布日：2023/8/16