一种面向受限水域应用的水声-WIFI双链路协同控制AUV.pdfVIP

第

33

卷第

1

期水下无人系统学报Vol.33

No.1

2025

年

2

月JOURNAL

OF

UNMANNED

UNDERSEA

SYSTEMSFeb.

2025

引用格式

张檬,

魏博文,

金均昊,

等.

一种面向受限水域应用的水声-WIFI双链路协同控制AUV[J].

水下无人系统学报,

[]

2025,

33(1):

56-64.

一种面向受限水域应用的水声-WIFI双链路

协同控制AUV

1,21,31,21,2*4,5

张檬

,

魏博文

,

金均昊

,

童峰

,

张福民

(1.

厦门大学

海洋与地球学院,

福建

厦门,

361102;

2.

厦门大学

导航与位置服务技术国家地方联合工程研究中心,

福建

厦门,

361105;

3.

厦门大学

航空航天学院,

福建

厦门,

361102;

4.

香港科技大学

电子与计算机工程系,

香港,

999077;

5.

香港科技大学

郑家纯机器人研究所,

香港,

999077)

摘

要:

自主水下航行器(AUV)水下控制链路一般采用水声通信链路。对于浅海岸滩、水库、湖泊、管渠及

洞穴等水域地形复杂的受限水域,

复杂多径会对高速率水声通信性能造成严重影响,

而有限水域深度为无线

链路的应用提供了可能性。面向此类应用,

文中设计了一种采用水声和WIFI双链路协同控制的小型AUV:

SubseaBuddy-3,

其水声链路采用低速率扩频水声通信方式以保证强多径条件下的通信可靠性,

而高速率

WIFI链路则可在浅水区工作,

或应用于布放前的功能调试测试,

以及回收阶段的控制和观测。通过水声链

路、WIFI链路在不同工作深度、不同信息获取/回传状态进行协同,

可满足受限水域条件下可靠指控、水下

图像实时/准实时回传的需求。同时,

AUV配备惯性测量单元和深度传感器,

可进行姿态和深度控制。水池

实验证实了双链路AUV的工作有效性。

关键词:

自主水下航行器;

水声通信;

WIFI双链路;

协同控制;

受限水域

中图分类号:

TJ630.34;

U674

文献标识码:

A

文章编号:

2096-3920(2025)01-0056-09

DOI:

10.11993/j.issn.2096-3920.2024-0117

AUV

with

Underwater

Acoustic-WIFI

Link

Cooperative

Control

for

Confined

Waters

1,21,31,21,2*4,5

ZHANG

Meng,WEI

Bowen,JIN

Junhao,TONG

Feng,ZHANG

Fumin

(1.

Colleage

of

Ocean

and

Earth

Sciences,

Xiamen

University,

Xiamen

361102,

China;

2.

National

and

Local

Joint

Engineering

Research

Center

for

Navigation

and

Location

Service

Technology,

Xiamen

University,

Xiamen

361105,

China;

3.

School

of

Aerospace

Engineering,

Xiamen

University,

Xiamen

361102,

China;

4.

Department

of

Electron