復(fù)雜環(huán)境下AUV路徑規(guī)劃方法研究.pdf

1、隨著海洋地位的大大提高,海洋探測(cè)與開(kāi)發(fā)不斷深入發(fā)展。由于海洋環(huán)境的復(fù)雜性,自主式水下機(jī)器人的研究與開(kāi)發(fā)便成了自然。自主導(dǎo)航能力是自主水下機(jī)器人的關(guān)鍵,而路徑規(guī)劃技術(shù)是機(jī)器人自主導(dǎo)航系統(tǒng)中最重要的環(huán)節(jié)。路徑規(guī)劃水平的高低,在一定程度上標(biāo)志著機(jī)器人自主水平的高低。本文在總結(jié)已有路徑規(guī)劃方法的基礎(chǔ)上,參考路徑規(guī)劃技術(shù)研究的最新成果,對(duì)自主水下機(jī)器人的路徑規(guī)劃技術(shù)進(jìn)行了研究。
　　 首先,對(duì)移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃的定義、分類(lèi)和主要的規(guī)劃方法

2、進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹。路徑規(guī)劃是指在有障礙物的工作環(huán)境中,移動(dòng)機(jī)器人按照一定的性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),尋找一條從起點(diǎn)到終點(diǎn)的無(wú)碰路徑。根據(jù)對(duì)環(huán)境信息的了解情況可分為兩類(lèi)路徑規(guī)劃問(wèn)題:一類(lèi)是環(huán)境信息已知的全局路徑規(guī)劃,另一類(lèi)是環(huán)境信息未知的局部路徑規(guī)劃。常用的路徑規(guī)劃方法有柵格法,可視圖法,人工勢(shì)場(chǎng)法以及遺傳算法,蟻群算法等人工智能方法。
　　 其次,對(duì)人工勢(shì)場(chǎng)局部路徑規(guī)劃算法進(jìn)行了詳細(xì)描述,分析了傳統(tǒng)人工勢(shì)場(chǎng)法的固有缺陷,并針對(duì)這些問(wèn)題給出一種

3、改進(jìn)的人工勢(shì)場(chǎng)法。考慮到海洋環(huán)境下海流對(duì)自主機(jī)器人的影響作用,將海流作用力引入人工勢(shì)場(chǎng)。將改進(jìn)方法運(yùn)用于自行研制的水下機(jī)器人進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了改進(jìn)算法的實(shí)時(shí)性和有效性。
　　 然后,分析了將人工勢(shì)場(chǎng)和蟻群算法相結(jié)合的機(jī)器人路徑規(guī)劃算法。介紹了蟻群算法的基本原理和具體方案,在此基礎(chǔ)上提出一種將人工勢(shì)場(chǎng)局部路徑規(guī)劃和蟻群算法全局路徑規(guī)劃相結(jié)合的路徑規(guī)劃算法,并且進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。通過(guò)對(duì)新算法實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,證明了該方法的可行性