主从式UUV动态轨迹优化：仅方位角系统下的高效汇合策略

本文主要探讨了在主从式无人水下车辆(UUVs, Unmanned Underwater Vehicles)系统中，从UUV如何仅依靠被动传感器测量到的主UUV的方位角信息，来优化其运动轨迹，以便于在复杂杂波环境下迅速与主UUV会合。研究背景始于2014年5月，发表在《控制工程》杂志增刊上，文章编号为1671-7848(2014)S0-0054-04，收稿日期为2013年6月24日，最终修订定稿日期为同年7月28日。 作者王艳艳，一位来自河北唐山的女博士研究生，专注于水下机器人控制与决策、纯方位系统定位与跟踪等问题的研究。论文针对仅方位角系统(TMA, Target Motion Analysis)的精度，着重分析了不同观测载体的机动轨迹对系统性能的影响，并特别关注到了从UUV速度小于主UUV这一现实情况。 针对这种情况，研究人员提出了一个工程实用的基于动态距离最短的轨迹优化方法。这种方法旨在找到一条使从UUV与主UUV之间的距离最小化的路径，同时考虑了实时性和准确性。在整个过程中，作者借鉴了其他载体的航路跟踪策略，利用扩展卡尔曼滤波算法对主UUV的运动参数进行估计，实现实时状态更新。 通过与基于方位角变化率最大轨迹优化方法以及基于最小化均方误差阵轨迹优化方法的仿真实验对比，结果证明了所提方法的有效性，能够成功引导从UUV与主UUV会合并保持精确的方位跟踪。关键词包括主从式UUVs、TMA、轨迹优化和距离最短策略。该研究对于提升无人水下系统的自主导航能力具有重要的理论和实际意义，对于未来的海洋探测、军事任务或深海作业等领域具有潜在的应用价值。