（实践团成员在湘阴县水产科学研究所工作站前与三台AUV合影。）

近日，长沙理工大学数学与统计学院研究生暑期专业实践团赴湘阴县水产科学研究所，开展暑期专业实践自主水下航行器（AUV）实地水域试验。团队围绕AUV集群编队控制与路径规划，依次完成岸上联调、设备投放、单机运动、直线编队和回收复盘等环节，重点考察控制算法在水流扰动、定位误差与通信波动等真实环境因素影响下的运行效果。

该项目依托长沙理工大学—海洋探测技术湖南省重点实验室数学统计学研究生联合培养基地，由黄创霞教授、李乐副研究员指导，聚焦多航行器队形保持、路径规划与协同控制等研究方向。AUV是一类能够按照预设任务在水下自主航行和作业的智能装备，通常集成推进、导航、通信和探测模块。与课堂仿真相比，真实水域中的风浪、水草、能见度变化和通信延迟会带来更多不确定性。实践团把控制理论、优化算法和数据分析方法带到试验现场，在工程约束中检验方案、发现问题，引导研究生将专业知识转化为解决实际水域工程问题的能力。

（实践团成员在试验场地开展AUV下水前调试。）

试验启动前，团队按照“岸上联调、单机验证、编队测试、数据复盘”的顺序细化方案。在岸上，队员对机体密封性、推进器、舵控系统、供电模块、定位设备及通信链路逐项检查，并通过岸基控制平台测试指令发送、状态回传与紧急停止等功能。结合现场水深、岸线条件、障碍物分布及浮动平台位置，团队划定投放点、预定航线、安全边界与回收区域，备齐救生衣和回收工具，并明确设备操作、运行监测、数据记录与应急回收等岗位职责。为保证不同组次的数据具有可比性，队员统一设备编号、任务文件和参数设置，核对任务文件与设备的对应关系，同步留存航行器运行日志、岸基记录和现场影像。确认设备、人员和安全措施均准备就绪后，队员将3台AUV依次搬运至浮动平台，准备下水。

（实践团成员在浮动平台上协作将AUV投放入水。）

（实践团成员乘船协作回收试验中的AUV。）

设备入水后，团队先开展单机基础运动与环形轨迹跟踪测试，观察航行器的姿态、航速和轨迹变化；确认单机状态稳定后，再组织3台AUV执行直线编队任务。岸基人员持续监测航行轨迹和通信状态，浮动平台上的队员负责投放、运行观察和回收，记录人员同步整理位置误差、航速变化、任务完成情况和异常现象。每轮测试结束后，团队立即检查设备、比对记录并分析偏差，再根据现场表现调整控制参数和任务设置，逐步形成“测试—记录—分析—改进”的闭环。试验结果表明，多机协同控制算法在编队保持中表现良好，3台AUV在试验过程中保持稳定队形和一致航向，未发生碰撞，编队持续时间达到预设要求。实践团成员廖旭在试验后表示：“岸上仿真环境相对理想，但真实水域中的风浪、水草、定位漂移和通信延迟会显著影响航行效果。现场测试暴露了仿真中难以发现的问题，为后续参数调整提供了直接依据。”指导老师李乐从协同控制角度介绍：“本次重点不仅是预设路线跟踪，更在于多机在扰动下的相对定位与航速协调能力，这些实测数据将为算法迭代提供关键参考。”

编队控制的实际意义，不只是让多台AUV“排成队形”，更是使其在保持相对位置的同时分担作业区域、协同完成任务。相较单机作业，多艇协同能够扩大水域覆盖范围，提高巡检与监测效率，并在复杂环境中增强任务连续性。相关技术可服务于水库、湖泊及港区的水质生态监测、水下设施巡检、渔业资源调查和应急搜救，减少人员直接进入复杂水域的频次，为智慧水利、智慧渔业和水域安全治理提供技术支撑。此次暑期实践也是研究生面向真实工程问题开展科研训练的重要环节。通过参与方案执行、设备操作、数据记录、异常处置和试验复盘，团队成员更加直观地认识到理论模型与工程现场之间的差异，提升了协作组织、风险判断和数据分析能力。

下一步，实践团将系统整理实测数据，重点分析位置误差、航速一致性、通信延迟和任务完成情况，进一步优化定位、通信与控制参数，并在直线编队验证基础上推进纵队、楔形、环形等队形以及队形切换、协同避障和多区域搜索等复杂场景测试。团队还将把现场发现的问题转化为算法改进清单和实践报告，持续完善设备运行与安全保障流程，为AUV集群从基础编队走向实际水域协同作业积累工程经验。

（试验结束后，实践团成员在现场挥舞团队旗帜合影。）

作者：廖旭

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来源：湖南日报·新湖南客户端