AUV路徑規(guī)劃系統(tǒng)的環(huán)境建模方法研究.pdf

1、環(huán)境建模在自主式水下潛器(Autonomous Underwater Vehicle，簡稱AUV)路徑規(guī)劃中起著至關重要的作用。水下潛器在海洋中航行，不可避免地要受到復雜多變的海洋環(huán)境的影響。傳統(tǒng)的環(huán)境模型往往只考慮已知的海洋地形方面的信息，不能全面地反映海洋環(huán)境的真實情況，這對于路徑規(guī)劃來說可獲取的信息是不完備的。因此，為了更好地輔助水下潛器進行航路規(guī)劃，迫切需要對海洋環(huán)境信息進行完備、準確地描述。
　　 本文針對AUV路徑規(guī)

2、劃對海洋環(huán)境信息的應用需求，提出了綜合海洋地形、海洋水文要素和聲納傳感器感知信息三種不同類型對象的海洋環(huán)境建模方法，實現(xiàn)了對海洋環(huán)境信息完備、準確地描述。
　　 在海洋地形建模方面，本文針對基本Delaunay不規(guī)則三角網(wǎng)地形建模方法建網(wǎng)效率低的問題，提出一種基于分治算法和逐點插入算法的合成Delaunay_角網(wǎng)算法來提高海洋地形建模的效率，并利用該算法實現(xiàn)海洋地形建模。
　　 在海洋水文要素建模方面，本文主要進行了三方

3、面的研究：首先分析了海流、潮流、躍層、聲道、透明度等海洋水文要素對自主式水下潛器作業(yè)的影響，提出了基于海洋水文要素的AUV適航區(qū)域判定規(guī)則；其次針對水下潛器路徑規(guī)劃的需要，提出了海洋水文要素優(yōu)先級排序的方法；最后，結合各種海洋水文要素的屬性，建立了相應的NetCDF文件格式的數(shù)據(jù)存儲模型，以及應用于AUV路徑規(guī)劃中的數(shù)據(jù)結構。通過這些方法來提高數(shù)據(jù)檢索效率，更好地為AUV路徑規(guī)劃系統(tǒng)服務。
　　 在聲納傳感器感知信息模型方面，本

4、文對聲納傳感器獲得的感知環(huán)境信息及其不確定性進行了研究，并基于概率方法對環(huán)境信息的概率分布進行了描述，建立了相應的信息模型，提高了聲納傳感器感知信息描述的準確性，最后基于聲納傳感器的感知信息得到相應區(qū)域的環(huán)境模型。
　　 最后，本文以海洋地形模型為基礎，結合海洋水文要素模型，依據(jù)基于海洋水文要素的AUV適航區(qū)域判定規(guī)則及海洋水文要素的優(yōu)先級關系，實現(xiàn)了有利于自主式水下潛器路徑規(guī)劃的航行安全曲面設計，為水下潛器路徑規(guī)劃提供更加完備