基于罗德里格矩阵变换的水下导航系统校准算法研究

针对多正交信号水下导航系统在系统校准时无姿态先验知识的问题,提出采用罗德里格矩阵变换法的系统校准算法,进行发射端的姿态角估计。该方法解决了传统非线性最小二乘法初始值误差过大会导致算法无法收敛的问题,同时不需要非线性近似,避免了线性化带来的误差,计算简便、高效,且没有角度大小的限制,适用范围广。湖试结果表明,系统校准方法无需先验信息,比最小二乘估计法具有更高的估计精度。

水下机器人水质参数检测与异常校验系统

设计了一种水下机器人上的水质参数检测与异常校验系统。水下机器人利用声纳导航模块和搭载式惯性导航模块对当前时刻的速度、方位和深度进行定位测量。传感器检测模块测量机器人当前所处位置的水质参数,通过RS232接口传送到机器人内置微处理器。异常校验模块获取微处理器发送的传感器数据信息,利用小波变换检测信号的极值点,以确认系统运行是否存在故障。通过对小波变换的高频噪声设置阈值消除噪声干扰,以达到异常校验结果的精确度。无线通信网络将校验结果和水质参数发送到岸基设备。岸基设备将当前位置的水质参数与水下机器人航迹经纬度相匹配,形成水质经纬度分布数据。岸基设备安装有我们自主开发的Density Map软件,可直观地显示检测区域的水质参数/浓度经纬度分布图。通过在现场与传统水质参数仪对比实验测试,验证了系统设计的可行性以及水质参数测量结果的合理性。