(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111448261.6 (22)申请日 2021.11.30 (71)申请人 哈尔滨工程大 学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南 通大街145号哈尔滨工程大学科技处 知识产权办公室 (72)发明人 徐博　国运鹏　李盛新　赵玉新　 吴磊　王权达　郭瑜　王连钊　 王朝阳　 (51)Int.Cl. G01C 21/20(2006.01) G01S 7/52(2006.01) G06F 17/16(2006.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种改进ANFIS的多AUV协同定位量测异常 检测方法 (57)摘要 本发明属于多AUV协同定位技术领域， 具体 涉及一种改进ANFIS的多AUV协同定位量测异常 检测方法。 针对水下声学测距误差对AUV协同定 位系统定位性能的影响， 本发明以准确识别并隔 离异常信息、 保留准确信息为目标， 利用ACKF提 取特征信息， 并基于预定义的量测异常状态， 建 立满足伯 努利分布的混合数据库， 实现了ANFIS 规则的在线更新， 有效提高了检测系统在少量 “样本数据 ”情况下的可靠性和准确性。 本发明将 在线数据训练机制与基于ANFIS的异常检测系统 相结合， 利用ANFIS规则的检测输出对异常时刻 的量测信息进行隔离， 设置伯努利分布的标志位 对滤波方程进行更改， 有效提高了协同定位系统 定位精度及稳定性。 权利要求书5页 说明书12页 附图6页 CN 114199249 A 2022.03.18 CN 114199249 A 1.一种改进ANFIS的多AUV 协同定位 量测异常检测方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1： 根据领航AUV数量分别建立与之对应的ANFIS模型； 步骤2： 根据步骤1建立的模型， 通过自适应容积卡尔曼滤波ACKF构造能够反映水声距 离误差的特 征信息； 步骤2.1： 给定初始条件和协方差误差矩阵如下： 步骤2.2： 时间更新； 步骤2.2.1： 利用C holesky分解 误差协方差Pk‑1|k‑1； 步骤2.2.2： 计算Cubature点； 步骤2.2.3： 将该非线性模型的容积点展开； 步骤2.2.4： 计算状态预测值； 步骤2.2.5： 计算状态误差协方差预测值： 式中， [1]i表示单位矩阵I的第i列向量； 步骤2.3： 量测更新； 步骤2.3.1： 利用C holesky将Pk|k‑1分解为如下形式； 步骤2.3.2： 计算Cubature点； 步骤2.3.3： Cubature点传递： 步骤2.3.4： 计算观测预测值： 步骤2.3.5： 计算自协方差矩阵；权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 114199249 A 2步骤2.3.6： 计算互协方差矩阵； 步骤2.3.7： 计算 卡尔曼滤波增益； 步骤2.3.8： 估计更新状态向量； 步骤2.3.9： 估计误差协方差； 步骤2.3.10： 构造自适应因子 ηk； 式中， 为新息矩阵， Zk为水声测距得到的实时量测值； 步骤2.3.1 1： 修正噪声误差协方差矩阵； 步骤2.4： 取与第j个领航AUV之间距离对应的 也作为ANFIS ‑j模型的输入特征信息 之一， 即A NFIS‑j模型共提取了三个可反映协同定位系统量测异常情况的特征信息， 分别为 通过ACKF得到的新息 基于马氏距离构造量测异常特征信息 与修正后的噪声误 差协方差矩阵 步骤3： 基于预定义的量测异常状态， 将水声距离误差进行满足伯努利分布的 “异常”和 “正常”标记； 步骤4： 将步骤3中标记的水声距离误差与通过ACKF得到的特征信息组成混合数据库， 将在线数据训练机制与基于ANFIS的异常检测系统相结合； 步骤5： 利用ANFIS规则的检测输出对异常时刻的量测信息进行隔离， 设置伯努利分布 的标志位对滤波方程进行更改， 使量测异常时刻仅通过滤波的时间更新进行AUV的位置估 计。 2.根据权利要求1所述的一种改进ANFIS的多AUV协同定位量测异常检测方法， 其特征 在于： 所述 步骤1中根据领航AUV数量分别建立与之对应的ANFIS模型 具体为：权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 114199249 A 3