中国设备工程论文文库

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多传感器融合算法在挖泥船疏浚轨迹优化中的应用

多传感器融合算法在挖泥船疏浚轨迹优化中的应用

时间:2026-08-06 作者:高峰
【摘要】针对长江口通航维护疏浚中潮汐与横向流场引发的定位不稳、姿态耦合与条带偏移问题,本研究构建定位、姿态、耙位三层感知体系,实施毫秒级时间同步与链路时延补偿,基于误差状态卡尔曼滤波融合双天线 GNSS、战术级 IMU 与杆系几何约束,并在牛耕式条带规划上叠加 L2 几何引导与滚动时域在线修正,联合重叠惩罚抑制重复耙扫。在长江口试验区开展同域对照试验,基线为 GNSS 与几何推算加人工修正。结果显示,耙头水平位置 RMSE 由 0.45m 降至 0.18m,艏向 RMS 由 1.2 度降至 0.4 度,短时 GNSS 中断恢复时间中位数由 4.2s 降至 0.8s,超过 0.3m 误差占比由 9.8% 降至 2.1%。施工层面,横向偏差由 0.62m 降至 0.28m,轨迹重叠率由 23% 降至 12%,漏挖率由 3.8% 降至 1.6%,单位方量油耗降低 6.8%,单位方量作业时间缩短 9.5%。研究验证了融合定位与在线轨迹修正对提升疏浚效率、质量与经济性的协同价值。
关键词:多传感器融合;误差状态卡尔曼滤波;航迹控制;轨迹优化;通航维护疏浚
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