1目的及意义

自主水下潜航器（Autonomous Underwater Vehicle）是一种综合了人工智能和其他先进计算技术的任务控制器，具有隐蔽性强、导航精度高、自主性强等特点，军事上将它用在情报、监视、侦察、通信、反潜作战、排雷、战术海图、导航等方面。而在商业和科学考察上，AUV已经多次成功地应用于海底石油与天然气、天然气水合物、大洋多金属结核和热液硫化物矿床等海洋矿产资源的探测。AUV作为一种人类探索海洋、开发海洋资源的重要工具，已经越来越引起各国相关机构的重视。

上述关于AUV的应用都离不开一个前提条件：AUV必须具备高精度导航定位和路径跟踪的能力。在复杂的海洋环境中执行任务，有时还可能遭遇敌对环境，高精度的导航定位是AUV获取有效信息的必要条件，而精确的轨迹跟踪能力则是其完成各种作业任务和避障的有效保障，决定了AUV是否能够自主安全作业、安全返回。因此，高精度的导航定位以及路径跟踪器都是AUV研究的关键技术之一。

近年来，自主水下机器人一直是水下机器人领域的研究热点，已经在海洋科学研究、海洋资源调查和海洋安全保证等方面得到了广泛的应用。在国家和有关部门的支持下，我国深海AUV在技术上取得了重要突破，开展了较大规模的航次应用，在多种深海资源调查领域中发挥了不可替代的作用。我国从20世纪90年代初开始深海AUV的研制工作。90年代中期，中国科学院沈阳自动化研究所联合国内相关单位成功研制我国第1台1000米级“探索者”AUV。在此基础上，联合国内牵头与俄罗斯合作研制成功我国第1台6000米级“CR-01”以及“CR-02”两型深海AUV，其中“CR-01”在太平洋多金属结核调查中成功的应用，当时达到了国际先进水平。“十二五”期间，在国家海洋局和中国科学院的大力支持下，沈阳自动化研究所面向深海资源调查和海洋科学研究的需求，分别构建了“潜龙”系列深海AUV和“探索”系列AUV两个技术体系，其中潜龙系列AUV主要用于深海资源勘查，“探索”系列AUV主要用于海洋科学研究。也是在“十二五”期间，哈尔滨工程大学完成了1000米级智水-IV的研制，天津大学完成了2000米级海底勘测AUV的研制[20]与浅水AUV的动力下潜方式不同，出于节能的目的，我国深海AUV多采用无动力下潜方式到达海底。

由于智能水下机器人具有在军事领域大大提升作战效率的优越性，各国都十分重视军事用途与智能水下机器人的研发：

1) 美国海军空间和海战系统中心：该中心主要从事AUV的指挥和控制系统、光纤和水声通信系统、非金属材料和运载器总体的研制。该中心拥有三个UUV试验运载器：先进的无人搜索系统（AUSS）、自游者II（Free Swimmer II-SFII）和飞行插塞（Flying Plug）。

2) 麻省理工学院：由麻省理工学院研制的ODYSSEY AUV主要用于科学考察和海洋自动取样网络研究，该AUV长度为2200mm，直径570mm，水平运动速度大于4kn，爬升速度大于3kn，续航力6小时（3kn时），如果采用最大电池结构，续航力可达24小时。

3) 英国：英国政府出资研制的AUV由三家公司联合研制（马可尼水下系统公司是总承包商），其首要技术目标是开展极地冰下研究和搜集近海海洋学信息。该AUV的主体采用鱼雷壳体改进而成，全长6.5m，直径533mm，稳定鳍直径900mm，重量1315kg，额定航速度5kn，工作深度300m，续航力36小时，航程大于300km。

4) 日本：日本的UUV技术在民用方面主要用于地震预报和海洋开发（如：水下采矿、海底石油和天然气的开发等），参与部门和机构包括日本科学技术中心（JAMSTEC）、国际贸易工业部、运输部、建设部、机器人技术协会、日本深海技术协会等。日本耗资6千万美元建造的KaikoRox现在已经能下潜到世界上最深的海底。

2. 研究的基本内容与方案

2研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施