面向危險(xiǎn)環(huán)境的UUV動(dòng)礙航物規(guī)避方法研究.pdf

1、無人水下航行器(Unmanned Underwater Vehicle-UUV)在海洋環(huán)境中航行執(zhí)行任務(wù)時(shí)，各種各樣的礙航物會(huì)干擾UUV的航行，不僅有海島、暗礁等靜礙航物，而且有船舶等動(dòng)礙航物。UUV航行過程中安全躲避礙航物，順利到達(dá)指定區(qū)域，對(duì)UUV性能提出了更高的要求。當(dāng)UUV在未知海域航行時(shí)，由于自身狀態(tài)和環(huán)境感知的不確定性，使避碰決策的依據(jù)不準(zhǔn)確、不完備。因此，本文將面向危險(xiǎn)環(huán)境下，UUV規(guī)避礙航物進(jìn)行相應(yīng)方法研究。
　　

2、首先，通過分析前視聲納數(shù)據(jù)特點(diǎn)，由于各式各樣噪聲等因素的干擾，前視聲納數(shù)據(jù)中夾雜很多異常噪聲，前視聲納在復(fù)雜水下環(huán)境中獲取的數(shù)據(jù)可靠性差，所以無法滿足UUV航行過程中規(guī)避動(dòng)靜礙航物的要求，本文計(jì)劃利用小波變換對(duì)前視聲納獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，剔除噪聲，利用預(yù)處理后的數(shù)據(jù)，采用支持向量聚類的方法完成對(duì)礙航物輪廓的構(gòu)建，從而得到礙航物的大體位置，為后續(xù)規(guī)避奠定基礎(chǔ)。
　　其次，運(yùn)動(dòng)礙航物位置狀態(tài)估計(jì)是UUV實(shí)現(xiàn)規(guī)避動(dòng)礙航物的重要前提，針

3、對(duì)動(dòng)礙航物位置狀態(tài)不確定問題，分析動(dòng)礙航物運(yùn)動(dòng)模型，估計(jì)預(yù)測(cè)動(dòng)礙航物運(yùn)動(dòng)位置狀態(tài)，在卡爾曼濾波的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)變維卡爾曼濾波，本文將利用變維卡爾曼濾波估計(jì)礙航物的位置運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，為UUV的實(shí)時(shí)決策提供有力的幫助。
　　再次，分析UUV規(guī)避靜態(tài)礙航物行為模型以及規(guī)避動(dòng)態(tài)礙航物行為模型，從而設(shè)計(jì)相應(yīng)的避碰策略，考慮碰撞危險(xiǎn)度，利用模糊控制對(duì)動(dòng)礙航物加以規(guī)避，從而保證UUV的安全。
　　最后，考慮動(dòng)靜礙航物并存的狀況下，UUV規(guī)避礙航物