机械工程学报

作者：单刘毫, 李怡昕, 姚远基, 付同强, 杨倩, 唐龙, 胡桥

单位：1. 西安交通大学机械工程学院 西安 710049;2. 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室 西安 710049;3. 西安交通大学陕西省智能机器人重点实验室 西安 710049

关键词：水下航行器,仿生侧线,水平/竖直振动目标探测阵列优化,贝叶斯概率模型；

基金：国家自然科学基金“叶企孙”联合基金(U2441288)和国家自然科学基金(5237133)资助项目。

为了解决现有水下航行器传感器布局优化中理论缺乏、传感器阵列分布简单和探测目标物运动形式单一等问题，基于贝叶斯概率模型的顺序启发式传感器优化布置方法，优化设计了探测两种不同运动类型目标物位置的传感器阵列，结合相对熵与顺序启发式算法构建目标函数，利用相关性系数设计评估函数，共同构建了仿生侧线传感器阵列优化理论模型。通过流场仿真构建了多种运动类型目标物的流场仿真数据库，使用不同运动类型目标物流场仿真数据概率表征不同阵列探测目标物位置的准确度。通过设计水下仿生侧线优化阵列探测试验系统，对所设计的优化阵列进行了探测准确性的优劣评估。仿真分析结果表明，相较于传统均匀阵列和经验阵列，所设计的优化阵列对水平和竖直振动偶极子目标物位置的探测概率分别平均提高了50.78%与 29.69%；优化阵列验证试验表明，相较于均匀阵列与经验阵列，所设计的优化阵列对水平和竖直振动偶极子目标物位置的探测概率分别平均提高了53.37%与9.80%，有效提高了对多运动类型目标物探测的准确度。

来源：2025年第8期

《机械工程学报》期刊编辑部

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