自主潜航器关键技术及应用 人民邮电出版社 在线下载 pdf mobi 2025 epub 电子版

本书围绕自主潜航器关键技术及应用，探讨了自主潜航器的设计制造、水下组网与通信、水下定位技术、群体智能与任务协作等核心问题。基于现有的自主潜航器组网技术，提出了基于Leach与强化学习的接入控制算法和一种基于Q-learning的功率分配算法，该方法能够延长网络的生命周期，同时实现负载均衡。基于现有的自主潜航器的定位技术，提出了一种自主潜航器群体协同定位算法，实现了自主潜航器系统在水下航行的误差校准，提高了定位精度。针对自主潜航器的水下路径规划的复杂系统，提出了一种基于蚁群算法的自主潜航器路径规划机制和一种基于强化学习的轨迹追踪算法，在点到点路径规划和所有点遍历两种水下场景中验证了算法的有效性。本书所提出的自主潜航器的相关技术为多水下自主潜航器的智能协同场景提供了新的方法与思路。此外，本书总结了无人潜航器的国内外研究现状，并展望了无人潜航器的未来发展趋势。

本书可供高等院校通信与网络、水声工程等专业的师生作为教学与学习参考书，也可供信息类相关领域的研究工作者和实践工作者参考。

第 1章 无人潜航器概述1

1.1  绪论  1

1.2  无人潜航器类型  2

1.2.1  按无人潜航器与母船连接方式分类  3

1.2.2  按无人潜航器布放/回收方式分类  6

1.2.3  按无人潜航器用途分类  8

参考文献  10

第  2章 无人潜航器应用  11

2.1  无人潜航器应用概述  11

2.2  无人潜航器在民事领域的应用  12

2.2.1  海洋监测  13

2.2.2  海洋资源勘探  13

2.2.3  海洋救援  13

2.2.4  现代渔业应用  14

2.2.5  水下工程检修  14

2.2.6  水文地质资料获取  15

2.2.7  水声信道特性测量  15

2.3  无人潜航器在军事领域的应用  16

2.3.1  情报、监视和侦察任务  16

2.3.2  检查和识别任务  17

2.3.3  水雷反制  18

2.3.4  反潜作战任务  18

2.3.5  海洋勘探任务  19

2.3.6  通信/导航网络节点  19

2.3.7  载荷运输任务  20

2.3.8  军事干扰、欺骗任务  20

2.3.9  时敏目标打击任务  20

2.4  水下战  21

2.4.1  水下战概述  21

2.4.2  新型水下战装备  21

2.4.3  水下战关键技术  22

2.4.4  水下战发展趋势  23

参考文献  23

第3章  自主潜航器的设计与制造  25

3.1  自主潜航器设计与制造概述  25

3.2  自主潜航器系统设计  26

3.2.1  自主潜航器功能设计  26

3.2.2  自主潜航器舱段配置设计  35

3.3  自主潜航器推进系统  35

3.3.1  螺旋桨推进  35

3.3.2  波动推进  40

3.3.3  驱动控制系统  51

3.4  自主潜航器导航系统  52

3.5  自主潜航器能源系统  56

3.5.1  锂电池介绍  56

3.5.2  锂电池充电特性  58

3.5.3  锂电池组电源管理系统  59

3.6  自主潜航器外形设计优化与制造  61

3.6.1  自主潜航器外形设计  61

3.6.2  自主潜航器流体仿真优化  63

3.6.3  配重设计  66

3.6.4  自主潜航器关键零部件的制造  69

3.6.5  自主潜航器防腐工艺  72

3.6.6  自主潜航器的密封  75

参考文献  78

第4章  水下通信特点和技术  80

4.1  水下通信系统概述  80

4.1.1  蓝绿光通信  81

4.1.2  电磁波通信  81

4.1.3  水声通信  82

4.2  水声信道特性  83

4.2.1  水声信道与无线信道的区别  83

4.2.2  非均匀介质对声速剖面的影响  84

4.2.3  水声环境噪声  85

4.2.4  水声传播损失  87

4.2.5  水声多径传播  89

4.2.6  水声多普勒扩展  90

4.3  OFDM技术  91

4.4  未来展望  93

参考文献  93

第5章  自主潜航器群体协同相关技术  95

5.1  群体智能  95

5.1.1  群体智能概述  95

5.1.2  群体智能算法  96

5.1.3  群体智能系统  104

5.2  多智能体  106

5.2.1  多智能体概述  106

5.2.2  多智能体建模  107

5.2.3  多智能体学习算法  107

5.3  群体协同相关技术应用  111

5.3.1  群体智能算法在AUV中的应用  111

5.3.2  多智能体系统的应用  112

参考文献  113

第6章  自主潜航器协同通信相关综述  116

6.1  水声通信网络协议栈  116

6.2  自主潜航器接入控制技术  120

6.2.1  相关技术研究综述  120

6.2.2  系统模型  121

6.2.3  基于Leach的分簇和簇头选择算法设计与分析  123

6.2.4  基于强化学习的接入控制算法设计与分析  125

6.3  自主潜航器信息传播技术  128

6.3.1  相关技术研究综述  128

6.3.2  系统模型  129

6.3.3  算法设计  131

6.3.4  仿真结果与讨论  133

6.4  自主潜航器功率分配技术  138

6.4.1  相关技术研究综述  139

6.4.2  系统模型  141

6.4.3  算法设计  142

6.4.4  仿真验证  147

参考文献  150

第7章  自主潜航器导航定位相关技术  154

7.1  自主潜航器定位相关技术综述  154

7.1.1  航位推算与惯性导航  154

7.1.2  基线定位系统  155

7.1.3  国外超短基线定位系统发展现状  157

7.1.4  国内超短基线定位系统发展现状  159

7.2  自主潜航器协同定位技术  160

7.2.1  系统模型  162

7.2.2  算法设计  163

7.2.3  仿真验证  165

参考文献  167

第8章  自主潜航器任务和规划相关技术  169

8.1  自主潜航器任务协同技术  169

8.1.1  水下协同任务归纳  169

8.1.2  水下通信问题  170

8.1.3  水下运动协调  172

8.2  自主潜航器路径规划技术  174

8.2.1  相关技术研究综述  175

8.2.2  系统模型  177

8.2.3  基于蚁群算法的路径规划算法设计  178

8.2.4  实验验证  181

8.3  AUV轨迹追踪技术  186

8.3.1  研究背景  186

8.3.2  基于强化学习技术的轨迹追踪技术研究  187

8.3.3  系统模型  191

8.3.4  仿真验证  193

参考文献  196

第9章  无人潜航器发展现状与趋势  201

9.1  无人潜航器发展历程  201

9.2  国外无人潜航器发展现状  202

9.3  国内无人潜航器发展现状  217

9.4  无人潜航器发展趋势  222

参考文献  224

名词索引  227

任勇

清华大学电子工程系教授、博士生导师，现任清华大学海洋工程研究院副院长，清华大学天津高端装备研究院海洋信息与智能装备研究所所长，清华电子系复杂工程系统实验室主任，中国人工智能学会智能产品与产业委员会主任委员，中国航天钱学森创新委员会副主任，主要从事网络科学、人工智能等理论与方法及其在通信网络与电子系统中的应用。曾主持自然基金、863、973、国际合作、企业合作等项目共计50余项；出版专著3部，发表学术论文350余篇，其中SCI检索150余篇，影响因子23.7，累计影响因子总和600多，被引用5000余次；授权发明专利50余项。曾获省部级科学技术奖5项、发明展览会发明创业奖金奖、清华大学教学成果奖2项、清华大学科技成果转化效益显著奖2项，国际旗舰会议论文奖3项。

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• 作者：沁云 发布时间：2010-08-01 09:05:29

  文字实在太口语化太凌乱，但是内容大多很有意思，也许是那一代学人的气质使然吧。

• 作者：Sash 发布时间：2010-10-31 10:36:36

  很细致的一本书，不过没有我最喜欢的案例，分析很精确，我怀疑康有没有想这么多…

• 作者：一城一池 发布时间：2021-10-24 23:53:20

  念经一样的写法，推理论证的逻辑太差，基本就是一车轱辘话念给你听

• 作者：Cindy 发布时间：2020-04-06 15:45:35

  好喜欢的一本书；

  最无奈的一幕：偶然掉落的瓦片像是蓄意谋杀

  最心寒的一幕：挚友Messala无视Ben Hur的求助

  最震撼的一幕：宾虚将戒指扔进水中，宁可抛弃荣华万千，也不愿忤逆神的命令。

  最快意的一幕：宾虚赛马意气风发战胜梅塞拉，昔日的羞辱变为此刻的荣耀

  最感人的一幕：主仆相认，宾虚将仆人西门尼德的一切尽都归还给他

  最战栗的一幕：母女二人地牢中被困八年后重见天日

  最气愤的一幕：宾虚对Iras神魂颠倒，言听计从

  最心痛的一幕：Esther意识到自己爱的卑微

  最幸福的一幕：多年以后他们依旧过着美好的生活

  为一切为了铸就辉煌而赐下的苦难感恩~

• 作者：你不懂美麗的車 发布时间：2018-12-29 00:07:32

  诗选集，把人家诗搞成乱七八糟的了。有点在读聂鲁达的感觉。

• 作者：江山如画 发布时间：2021-04-28 16:10:41

  整体来说很好，但是在水性丙烯酸树脂这块有些缺乏，毕竟目前水性树脂以及成趋势了

• 三毛住在我心脏的哪个部分？

  作者：甲 发布时间：2006-11-17 16:30:34

      我的心脏有我的拳头那么大，主要由4个心腔和4组瓣膜组成。不幸的是，他们统统被一些家伙霸占了。占领左心房的是一些雷打不动的人，杰克伦敦，王尔德，茨威格，他们攻势很猛，我想他们可能永远都赖在那里不走。而左心室住的是两个黑暗的男人――芥川龙之介和爱伦坡，两个类变态终于有机会一起讨论各自作品中的歌特元素到底是怎么一回事。徘徊在右心房的往往是些过客，J.K.罗琳，保罗.科埃略，钱伯斯，他们积极、热血、有干劲，因为他们期望有一天能够前往左心房定居。至于右心室，虽然是贵客，却常常被冷落，因为像赛珍珠、黒塞、加缪这些人，频繁出现会让我很累的。

      这些人就像强盗一样，霸占、俘虏、擒获，不管你用哪个词的描述，这个心脏已经不属于我了。但是，我隐约的记得，以前她是属于一个中国女人的。她美丽，浪漫，智慧，坚强……去翻翻词典，在一些人眼里，她几乎涵盖了所有和美好有关的词汇，最后，连她的谢幕都那样无与伦比。她的名字叫作三毛。

      我应该像赛珍珠感谢狄更斯那样去感谢三毛的。狄更斯给赛珍珠的童年以力量和快乐，而三毛给我的东西可能不仅限于童年。

      话说第一次接触到三毛的作品，是很久以前的事情了——是几年以前还是一世纪以前我不记得了——那时候广播里放了一段有意思的东西，讲的是一个中国女人给她的外国丈夫做菜，并且骗丈夫说她做的那个（其实是粉丝）的东西叫作“雨”。我当时的感觉是，写这个东西的主妇太好玩了。而我楞楞地还真以为这是个做菜的节目，听的津津有味。直到某年某月看到了《沙漠中的饭店》那篇实实在在的文章，我才恍然大悟，这原来是三毛的作品啊——这是后话了。

      而首次正式阅读的还是那部《雨季不再来》。这是三毛早期的作品，用她自己的话来讲，这是她年幼时的作品，是相当“不成熟”的作品，不过，幸好，我也不成熟。于是，两个都不成熟的小姑娘，一个书里，一个书外，成了排解孤独的伙伴——至少对书外的那个来讲，是这样。然而，到现在我都能清楚的记得《雨季不再来》里面的Echo是一个多么感性、苍弱、孤郁甚至有些神经质的孩子，她敏感，脆弱，她心中有他的安东尼。不过好在，“雨季总会过去”，也因为如此，我们的三毛从来都不是一个怨妇。

      使我真正爱上了三毛的是那部《撒哈拉的故事》。我不知道是不是所有看过这本书的人都会爱上了三毛，爱上了沙漠。但是，就像三毛在序里所讲的，很多读者对于“《撒哈拉的故事》里的每一篇，每一个细节，每一件小事，甚而每一句话，都好似背通过了似的熟悉。”我想这太正常不过了，因为那些小事、细节就是那么吸引人。《天梯》中的荒唐搞笑的驾照考题；《死果》里面恐怖致命的诅咒；还有三毛那种把陋室住成宫殿的本事……“生命的过程，无论是阳春白雪，青菜豆腐，我都得尝尝是什么滋味，才不枉来走这么一遭啊！”我真的不信这些东西会从感受过的人的大脑中溜走。

      至于菏西，他和三毛“是荷叶上的两颗泪珠”……其他的，我已经无话可说。

      然而我一直不明白一件事情，这件事情也是后来我要感谢三毛的那件事情。那就是，对于三毛来说，好像只要身边有书可读，那她的灵魂就不会寂寞，无论是在台湾，在撒哈拉，在南美，还是在菏西不在的时候……也就是因为带着这个疑问去读，慢慢体会她，感受她，渐渐地，终于，我也变成一个酷爱读书的人。也就是从那个时候起，我开始读《鼠疫》，读《罗生门》，试着去感受法国的人性和俄罗斯的深刻。我真的感谢这种变化，因为，从此，那个曾经读《雨季不再来》的苍弱女孩也开始不知不觉地丰盈起来。后来的一天，我也终于发现，爱上书籍的灵魂不会孤独。

      而现在的我，尽管已经不再去读三毛的作品，却好像《小王子》里面那只被驯养的狐狸——拥有了麦子的颜色。因为，三毛，这个万水千山走遍、数尽梦里花落的女人已经在心脏的某个地方住下了——她住的地方不是心室，不是心房，而是整个血管里，看不见、摸不到、却流满全身。

• 很好的一本书。赞一个！

  作者：简单123 发布时间：2013-01-09 16:40:12

  很厚的一本书。

  有些说法挺有意思的，略举一二：

  1. 社会网络自古有之。开始的时候，人们的沟通方式是“理毛”，现在改用QQ、社交网站了。“语言”、“书信”都曾是重要的沟通方式，不知道它们是否会像“理毛”一样被人们所抛弃？

  2. 行为规范的重要性。可是，怎样建立对社会有利的行为规范呢？

  3. 在政治关系中，以议案的“共同主办人”为线索进行研究。在中国，上哪儿找这些数据去？

  4. 人的自私或利他行为是天生的吗？他们研究双胞胎的思路很有意思，比大脑图像或者波形更让我信服。

  5. 仔细想想，如果大范围的连接关系数据都有了，并且还能画出图来，比如把打电话、发短信、发邮件、GPS定位信息都考虑进来，也挺可怕的。从这一点上来说，我是“大数据”的反对者。

  6.个别人的理性行为会导致整个社会的非理性行为。近年来，关于非理性的书非常多。也就是说，如果把心理因素考虑在内的话，原来认为不理性的行为也就是理性的了。但是，“理性”引发“非理性”还很少听说。“more is different”，多可能是好事儿，也可能是坏事儿。