一场以开发海洋为标志的“蓝色革命”正在世界范围内兴起。以美国为代表的发达国家把海洋开发列为国家长远计划。习近平总书记在十八大和十九大报告中分别提出了“提高海洋资源开发能力、发展海洋经济、保护海洋生态环境、坚决维护国家海洋权益、建设海洋强国”和“坚持陆海统筹，加快建设海洋强国”的战略目标。自主水下航行器是一种无缆式水下机器人，能够自带能源并依靠自身自治能力管理和控制自己以完成所赋予的使命。
本项研究中，张永定博士在海龟、信鸽等动物能够利用体内地磁印记进行远距离归巢启发下，分析了动物进行远距离目标导向导航的原理，在时间和空间上对海洋区域地磁数据进行分析，选择地磁磁偏角和磁倾角分量值作为 AUV“地磁印记”，模仿海龟远距离归巢行为在地磁空间中获得了从起点到目的地的捷径。将 AUV 航行速度和方向作为系统控制输入，基于模型预测控制建立系统预测模型，将地磁磁偏角和磁倾角作为系统状态控制输出，将地磁导航问题转化为一个 AUV 控制输入的最优化问题并进行求解。获得最优控制输入序列中，只有第一个输入被 AUV 执行，从而保证了算法的健壮性。由于事先不需要获取地磁图，使得算法更适用于水下远距离导航应用场景。
上述研究工作得到了国家自然科学基金（61473120，61803381）和江苏省重点研发计划项目（BE2017071, BE2017647, BE2018004-04）等的支持。
终审人：蔡永晨