深海水下搜救既是無(wú)人潛水器的重要應(yīng)用領(lǐng)域，也是現(xiàn)代智能信息處理的重要應(yīng)用領(lǐng)域，是一多學(xué)科交叉的高新技術(shù)�！稛o(wú)人潛水器水下搜救理論與技術(shù)》在綜述近年來無(wú)人潛水器水下搜救關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上，從單個(gè)無(wú)人潛水器水下搜救和多潛水器協(xié)作搜救兩個(gè)方面，研究無(wú)人潛水器水下搜救的基本理論方法與關(guān)鍵技術(shù)。最后給出一個(gè)實(shí)際的無(wú)人潛水器硬件與軟件系統(tǒng)和實(shí)際的水下搜救案例。
《無(wú)人潛水器水下搜救理論與技術(shù)》可供從事水下搜救、探測(cè)、考古的科研人員閱讀，也可供從事潛水器系統(tǒng)設(shè)計(jì)、海洋工程、自動(dòng)控制、信號(hào)處理、機(jī)器人等有關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員和高校師生參考。
水下搜救既是無(wú)人潛水器的重要應(yīng)用領(lǐng)域，也是智能信息處理與水聲通信的重要應(yīng)用領(lǐng)域，是一多學(xué)科交叉的高新技術(shù)，基于無(wú)人潛水器的深海水下搜救技術(shù)已成為航運(yùn)和海洋工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。早在1963年就有美國(guó)“阿爾文”號(hào)與“科夫”號(hào)無(wú)人潛水器協(xié)作搜尋、打撈出西班牙海溝失落氫彈的成功案例；2014年初的馬航MH370失聯(lián)客機(jī)水下搜救，美國(guó)就動(dòng)用了“藍(lán)鰭金槍魚”號(hào)自治無(wú)人潛水器進(jìn)行4500m的深海大規(guī)模水下搜索，雖然未找到失聯(lián)客機(jī)，但毫無(wú)疑問無(wú)人潛水器是深海搜救的一個(gè)選擇工具。
近些年來隨著國(guó)家海洋戰(zhàn)略的實(shí)施與現(xiàn)代海上運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，無(wú)人潛水器與水下搜救在國(guó)內(nèi)也引起了廣泛關(guān)注，特別是無(wú)人潛水器研制開發(fā)，在國(guó)家863等計(jì)劃支持下，中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七〇二研究所、中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所、上海交通大學(xué)、哈爾濱工程大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、上海海事大學(xué)等推出了多種型號(hào)的無(wú)人潛水器。但是真正面向水下搜救應(yīng)用，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的無(wú)人潛水器系統(tǒng)還很少。為了實(shí)現(xiàn)無(wú)人潛水器在水下搜救中可靠有效的應(yīng)用，既要研發(fā)面向水下搜救、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的無(wú)人潛水器系統(tǒng)，同時(shí)又要突破水下搜救的關(guān)鍵技術(shù)，特別是有關(guān)水下搜救的“水下路徑規(guī)劃與安全避障技術(shù)”“水聲通信與導(dǎo)航定位技術(shù)”“水下目標(biāo)探測(cè)與識(shí)別技術(shù)”及“多潛水器協(xié)作搜索技術(shù)”等。
本書以國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目（2006AA09Z210），國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（50775136、51075257、51279098、51409156、51575336、61503239、51509150），交通運(yùn)輸部基礎(chǔ)研究計(jì)劃（2011-329-810-440），上海市科委創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃（10550502700、13510721400、14JC1402800），長(zhǎng)三角聯(lián)合攻關(guān)項(xiàng)目（10595812700），上海市優(yōu)秀學(xué)術(shù)（科）帶頭人計(jì)劃（11XD1402500），上海市領(lǐng)軍人才計(jì)劃（032）及上海市教委科研創(chuàng)新研究項(xiàng)目（13ZZ123、10ZZ97、10YZ113、09YZ248）的研究成果為基礎(chǔ)，在綜述近年來無(wú)人潛水器水下搜救關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上，從單個(gè)無(wú)人潛水器水下搜救和多潛水器協(xié)作搜救兩個(gè)方面，研究無(wú)人潛水器水下搜救的基本理論方法與關(guān)鍵技術(shù)。最后給出一個(gè)實(shí)際的無(wú)人潛水器硬件與軟件系統(tǒng)和實(shí)際的水下搜救案例。
朱大奇，1964年11月生，博士、教授、博士生導(dǎo)師�，F(xiàn)為上海海事大學(xué)水下機(jī)器人與智能系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室主任、上海市領(lǐng)軍人才、上海市優(yōu)秀學(xué)科帶頭人。主持國(guó)家“863”計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金及省部級(jí)重點(diǎn)項(xiàng)目20項(xiàng)。獲上海市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)3次、三等獎(jiǎng)1次。以首位作者或通信作者發(fā)表SCI論文56篇、EI期刊論文66篇；出版專著3部、教材3部；相關(guān)論文、論著他引近1600次，其中SCI他引210次。授權(quán)國(guó)家專利10項(xiàng)。主要研究方向：無(wú)人潛水器水下搜救、智能信息處理與故障診斷。
胡震，1967年11月生，中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司702研究所研究員，“蛟龍?zhí)枴?000米載人潛水器副總設(shè)計(jì)師，國(guó)產(chǎn)化4500米載人潛水器總設(shè)計(jì)師，國(guó)家“萬(wàn)人計(jì)劃”首批科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才。作為主要負(fù)責(zé)人，參與近10項(xiàng)水下機(jī)器人設(shè)計(jì)與研制工作。獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1次，國(guó)防科工委和江蘇省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)各1次。在國(guó)內(nèi)外期刊發(fā)表論文近20篇。主要研究方向：水下機(jī)器人總體設(shè)計(jì)與分析、智能控制、機(jī)器人視覺及水下機(jī)器人操控。
張銘鈞，1963年10月生，博士、教授、博士生導(dǎo)師�，F(xiàn)為哈爾濱工程大學(xué)教授。主持國(guó)家自然科學(xué)基金及省部級(jí)項(xiàng)目20余項(xiàng)。獲省部級(jí)科技獎(jiǎng)8次。發(fā)表SCI、EI檢索論文100余篇；出版專著和教材4部。授權(quán)發(fā)明專利30項(xiàng)。主要研究方向：水下機(jī)器人設(shè)計(jì)與控制。
周晨陽(yáng)，1961年6月生，碩士生導(dǎo)師，西南電子電信技術(shù)研究所高級(jí)工程師。主持國(guó)防與民用重點(diǎn)項(xiàng)目近20項(xiàng)。獲國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1次，省部級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1次，省部級(jí)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)6次。發(fā)表論文30余篇。授權(quán)發(fā)明專利1項(xiàng)。主要研究方向：通信工程、智能控制。
第1章 無(wú)人潛水器水下搜救概述
1．1 深海潛水器
1．1．1 載人潛水器
1．1．2 無(wú)人潛水器
1．2 無(wú)人潛水器研究概況
1．2．1 有纜遙控?zé)o人潛水器
1．2．2 無(wú)纜自治無(wú)人潛水器
1．2．3 國(guó)內(nèi)深海潛水器研究
1．3 無(wú)人潛水器水下搜救關(guān)鍵技術(shù)
1．3．1 無(wú)人潛水器水下環(huán)境感知與地圖構(gòu)建技術(shù)
1．3．2 無(wú)人潛水器的導(dǎo)航與通信系統(tǒng)
1．3．3 無(wú)人潛水器的水下路徑規(guī)劃及安全避障技術(shù)
1．3．4 無(wú)人潛水器的軌跡跟蹤控制技術(shù)
1．3．5 無(wú)人潛水器的水下目標(biāo)探測(cè)與識(shí)別技術(shù)
1．3．6 無(wú)人潛水器故障自診斷與容錯(cuò)控制技術(shù)
1．3．7 多潛水器水下協(xié)作搜救技術(shù)
參考文獻(xiàn)
第2章 信息融合與水下地圖構(gòu)建
2．1 無(wú)人潛水器坐標(biāo)系統(tǒng)．
2．2 無(wú)人潛水器水下搜救環(huán)境模型
2．3 聲納傳感器參數(shù)與模型的建立
2．3．1 前視聲納模型
2．3．2 聲納傳感器參數(shù)與模型建立
2．4 基于D-S信息融合的AUV地圖構(gòu)建與更新
2．4．1 D-S信息融合算法
2．4．2 AUV地圖構(gòu)建系統(tǒng)組成
2．4．3 AUV地圖柵格的狀態(tài)判別規(guī)則
2．5 構(gòu)建地圖仿真結(jié)果及分析
2．5．1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境初始化及仿真流程
2．5．2 地圖構(gòu)建準(zhǔn)確率的定義
2．5．3 仿真結(jié)果及分析
參考文獻(xiàn)
第3章 人工勢(shì)場(chǎng)AUV水下路徑規(guī)劃
3．1 人工勢(shì)場(chǎng)模型
3．1．1 引力勢(shì)場(chǎng)建模
3．1．2 斥力勢(shì)場(chǎng)建模
3．2 人工勢(shì)場(chǎng)路徑規(guī)劃的局部極小問題
3．3 人工勢(shì)場(chǎng)的AUV路徑規(guī)劃
3．3．1 改進(jìn)的引力勢(shì)場(chǎng)函數(shù)
3．3．2 仿真實(shí)驗(yàn)及分析
3．3．3 局部極值問題
3．4 海流狀況下的AUV人工勢(shì)場(chǎng)路徑規(guī)劃
3．4．1 AUV在海流環(huán)境的運(yùn)行特點(diǎn)
3．4．2 速度矢量合成與人工勢(shì)場(chǎng)集成的路徑規(guī)劃算法
3．4．3 仿真實(shí)驗(yàn)及分析
參考文獻(xiàn)
第4章 生物啟發(fā)AUV水下路徑規(guī)劃
4．1 生物啟發(fā)神經(jīng)動(dòng)力學(xué)的基本原理
4．2 生物啟發(fā)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
4．2．1 二維生物啟發(fā)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
4．2．2 三維生物啟發(fā)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
4．2．3 模型的穩(wěn)定性分析
4．3 模型的參數(shù)敏感性分析
4．3．1 神經(jīng)元之間的連接權(quán)系數(shù)
4．3．2 神經(jīng)元的外部輸入信號(hào)
4．3．3 神經(jīng)元活性輸出的取值范圍
4．3．4 神經(jīng)元活性值的衰減速率
4．4 基于生物啟發(fā)神經(jīng)動(dòng)力學(xué)模型的AUV全局路徑規(guī)劃
4．4．1 水下環(huán)境建模
4．4．2 環(huán)境信息已知的點(diǎn)到點(diǎn)路徑規(guī)劃方法
4．5 環(huán)境信息未知全局路徑規(guī)劃方法
4．5．1 路徑規(guī)劃模型初始化
4．5．2 路徑規(guī)劃中的死鎖問題
4．5．3 路徑規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)與效果對(duì)比
4．6 基于聲納的長(zhǎng)距離路徑規(guī)劃應(yīng)用
……
第5章 無(wú)人潛水器水下軌跡跟蹤控制
第6章 多AUV水下搜救任務(wù)分配
第7章 多AUV水下編隊(duì)控制
第8章 多AUV協(xié)作搜索
第9章 無(wú)人潛水器研發(fā)與搜救實(shí)踐
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