智能水下機(jī)器人的實(shí)時(shí)避碰策略和全局路徑規(guī)劃研究.pdf

1、在海洋環(huán)境下，規(guī)劃與避碰應(yīng)該考慮水下機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)特性、海流以及水下障礙物的非結(jié)構(gòu)化特性等。本文系統(tǒng)地研究了海洋環(huán)境下智能水下機(jī)器人的全局路徑規(guī)劃和實(shí)時(shí)避碰策略問題，并針對(duì)上述問題提出了自己的觀點(diǎn)及方法。 本文基于水下機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)方程，提出了在海洋環(huán)境下基于水下機(jī)器人動(dòng)力學(xué)特性的實(shí)時(shí)模糊避障規(guī)劃方法。該方法以水下機(jī)器人與障礙物的相對(duì)位置和相對(duì)速度、海流的大小與方向及水下機(jī)器人的姿念作為輸入，水下機(jī)器人下一時(shí)刻的期望(角)速度作

2、為輸出。該方法在避碰規(guī)劃中考慮了水下機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)特性，有利于底層運(yùn)動(dòng)控制器跟蹤避碰路徑。為了更加貼近真實(shí)的海洋情況，論文還重點(diǎn)考慮了海流的影響。 本文通過改進(jìn)的空間搜索方法，模擬傳感器對(duì)障礙物的探測(cè)過程，從而獲取障礙物的方位及位置信息。該方法對(duì)二維和三維環(huán)境具有相同的表示和類似的處理過程，對(duì)障礙物也沒有結(jié)構(gòu)化的要求，從而適合于實(shí)際的海洋環(huán)境。此外，水下機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)特性和海流的存在影響了運(yùn)動(dòng)控制器對(duì)規(guī)劃路徑的跟蹤實(shí)現(xiàn)，所以本文