河蟹養(yǎng)殖作業(yè)船INS/GPS組合導(dǎo)航算法研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-17 00:10
河蟹滋味鮮美,營(yíng)養(yǎng)豐富,兼具藥用價(jià)值,深受國(guó)人喜愛。我國(guó)河蟹養(yǎng)殖雖早已形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模,年產(chǎn)量達(dá)到八十萬噸級(jí)別,且隨著電商以及物流行業(yè)的興起,市場(chǎng)需求旺盛,產(chǎn)業(yè)規(guī)模有進(jìn)一步擴(kuò)大的趨勢(shì),但養(yǎng)殖方式仍是傳統(tǒng)的人工養(yǎng)殖,定點(diǎn)投餌,定點(diǎn)浮標(biāo)式監(jiān)測(cè),不但費(fèi)時(shí)費(fèi)力,而且投餌不均勻,對(duì)蟹塘的水質(zhì)監(jiān)控也不全面。為提升河蟹養(yǎng)殖的自動(dòng)化、智能化水平,實(shí)現(xiàn)科學(xué)養(yǎng)蟹,對(duì)接“中國(guó)制造2025”計(jì)劃,本文在“國(guó)家十二五支撐計(jì)劃:水產(chǎn)品加工產(chǎn)業(yè)鏈全信息溯源與監(jiān)管體系(2015BAD17B)”項(xiàng)目支撐下,以河蟹養(yǎng)殖作業(yè)船為研究對(duì)象,以INS/GPS耦合結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)融合算法為研究?jī)?nèi)容,圍繞河蟹養(yǎng)殖作業(yè)船的精確導(dǎo)航展開研究,其主要工作如下:在構(gòu)建INS/GPS松耦合模型和緊耦合模型的基礎(chǔ)上,針對(duì)經(jīng)典卡爾曼濾波無法根據(jù)擾動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù),因而可能造成濾波偏差甚至發(fā)散的問題,提出了一種改進(jìn)的自適應(yīng)卡爾曼(Adaptive Kalman Filter,AKF)融合算法。該算法根據(jù)觀測(cè)誤差的統(tǒng)計(jì)信息,設(shè)計(jì)變參數(shù)的遺忘因子,動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)噪聲協(xié)方差矩陣,進(jìn)而調(diào)節(jié)卡爾曼濾波增益,消除濾波誤差。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:基于AKF的INS/GPS緊耦合...
【文章來源】:江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:94 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
英國(guó)Spring無人船(左)和葡萄牙DELFIM無人船(右)
江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文公司設(shè)計(jì)了多款用于水質(zhì)監(jiān)測(cè)與水文測(cè)繪的無人船,如 MM70,ESM30 等[12]。江蘇大學(xué)趙德安團(tuán)隊(duì)針對(duì)河蟹養(yǎng)殖中的水草管控問題,于 2014 年起逐步研發(fā)并完善了一款用于蟹塘水草清理的河蟹養(yǎng)殖作業(yè)船,該船使用人工、遙控和自動(dòng)駕駛?cè)N操作方式,最初使用單 GPS 測(cè)量位置、速度信息,INS 提供航向信息的導(dǎo)航模式[13],后使用雙天線 DGPS 導(dǎo)航系統(tǒng)[14],DGPS 與視覺導(dǎo)航結(jié)合的組合導(dǎo)航系統(tǒng)[15]等確定所有導(dǎo)航信息。該作業(yè)船雖然能夠滿足河蟹養(yǎng)殖作業(yè)船的導(dǎo)航精度需要,但使用的 GPS 導(dǎo)航設(shè)備為 Trimble 公司的高精度載波相位差分 GPS,即 RTK-GPS(real-time kinematic GPS),其本身定位精度便在 2m 以內(nèi),該 GPS造價(jià)十分昂過,并不符合經(jīng)濟(jì)化以及市場(chǎng)推廣要求。
ECEF坐標(biāo)系Fig2.1ECEFframe
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]2017年國(guó)外導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)展綜述[J]. 劉春保. 國(guó)際太空. 2018(02)
[2]北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)篇[J]. 葉峰屹,高曉雷. 國(guó)際太空. 2018(01)
[3]中華絨螯蟹水癟子病不同發(fā)病階段的病理變化特點(diǎn)[J]. 陸宏達(dá),田全全,賈相相,張小俊,任芳芳. 水生生物學(xué)報(bào). 2017(06)
[4]濾波增益模糊自適應(yīng)調(diào)節(jié)導(dǎo)航算法[J]. 曹夢(mèng)龍,李振. 青島科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(05)
[5]基于IPSO-UKF的水草清理作業(yè)船組合導(dǎo)航定位方法[J]. 阮承治,趙德安,劉曉洋,陳旭,姬偉,賈偉寬. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2017(07)
[6]基于無人船的大洋中尺度渦觀測(cè)系統(tǒng)展望[J]. 范聰慧,于非,南峰,魏傳杰,任強(qiáng). 海洋科學(xué)集刊. 2016(00)
[7]一種河蟹養(yǎng)殖用自動(dòng)化水草清理作業(yè)船[J]. 吳波,趙德安,孫月平,洪劍青,羅吉. 中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào). 2016(09)
[8]全程投喂配合飼料條件下池養(yǎng)中華絨螯蟹的生長(zhǎng)性能及其性腺發(fā)育[J]. 何杰,吳旭干,趙恒亮,姜曉東,葛永春,王幼鵬,成永旭. 中國(guó)水產(chǎn)科學(xué). 2016(03)
[9]一種海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)無人船系統(tǒng)及其海洋應(yīng)用[J]. 金久才,張杰,邵峰,崔廷偉. 海岸工程. 2015(03)
[10]智能制造——“中國(guó)制造2025”的主攻方向[J]. 周濟(jì). 中國(guó)機(jī)械工程. 2015(17)
本文編號(hào):2981803
【文章來源】:江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:94 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
英國(guó)Spring無人船(左)和葡萄牙DELFIM無人船(右)
江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文公司設(shè)計(jì)了多款用于水質(zhì)監(jiān)測(cè)與水文測(cè)繪的無人船,如 MM70,ESM30 等[12]。江蘇大學(xué)趙德安團(tuán)隊(duì)針對(duì)河蟹養(yǎng)殖中的水草管控問題,于 2014 年起逐步研發(fā)并完善了一款用于蟹塘水草清理的河蟹養(yǎng)殖作業(yè)船,該船使用人工、遙控和自動(dòng)駕駛?cè)N操作方式,最初使用單 GPS 測(cè)量位置、速度信息,INS 提供航向信息的導(dǎo)航模式[13],后使用雙天線 DGPS 導(dǎo)航系統(tǒng)[14],DGPS 與視覺導(dǎo)航結(jié)合的組合導(dǎo)航系統(tǒng)[15]等確定所有導(dǎo)航信息。該作業(yè)船雖然能夠滿足河蟹養(yǎng)殖作業(yè)船的導(dǎo)航精度需要,但使用的 GPS 導(dǎo)航設(shè)備為 Trimble 公司的高精度載波相位差分 GPS,即 RTK-GPS(real-time kinematic GPS),其本身定位精度便在 2m 以內(nèi),該 GPS造價(jià)十分昂過,并不符合經(jīng)濟(jì)化以及市場(chǎng)推廣要求。
ECEF坐標(biāo)系Fig2.1ECEFframe
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]2017年國(guó)外導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)展綜述[J]. 劉春保. 國(guó)際太空. 2018(02)
[2]北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)篇[J]. 葉峰屹,高曉雷. 國(guó)際太空. 2018(01)
[3]中華絨螯蟹水癟子病不同發(fā)病階段的病理變化特點(diǎn)[J]. 陸宏達(dá),田全全,賈相相,張小俊,任芳芳. 水生生物學(xué)報(bào). 2017(06)
[4]濾波增益模糊自適應(yīng)調(diào)節(jié)導(dǎo)航算法[J]. 曹夢(mèng)龍,李振. 青島科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(05)
[5]基于IPSO-UKF的水草清理作業(yè)船組合導(dǎo)航定位方法[J]. 阮承治,趙德安,劉曉洋,陳旭,姬偉,賈偉寬. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2017(07)
[6]基于無人船的大洋中尺度渦觀測(cè)系統(tǒng)展望[J]. 范聰慧,于非,南峰,魏傳杰,任強(qiáng). 海洋科學(xué)集刊. 2016(00)
[7]一種河蟹養(yǎng)殖用自動(dòng)化水草清理作業(yè)船[J]. 吳波,趙德安,孫月平,洪劍青,羅吉. 中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào). 2016(09)
[8]全程投喂配合飼料條件下池養(yǎng)中華絨螯蟹的生長(zhǎng)性能及其性腺發(fā)育[J]. 何杰,吳旭干,趙恒亮,姜曉東,葛永春,王幼鵬,成永旭. 中國(guó)水產(chǎn)科學(xué). 2016(03)
[9]一種海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)無人船系統(tǒng)及其海洋應(yīng)用[J]. 金久才,張杰,邵峰,崔廷偉. 海岸工程. 2015(03)
[10]智能制造——“中國(guó)制造2025”的主攻方向[J]. 周濟(jì). 中國(guó)機(jī)械工程. 2015(17)
本文編號(hào):2981803
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