非結構化環(huán)境下多AUVs協(xié)調避碰技術研究.pdf

1、AUV作為一種高技術手段，在海洋環(huán)境監(jiān)測、海底資源調查、科學考察、危險環(huán)境作業(yè)和打撈救生等方面起到了至關重要的作用。隨著執(zhí)行任務的復雜性日益增加，單AUV在大范圍內作業(yè)的時效性、魯棒性和柔性等方面就表現(xiàn)出明顯不足。因此，需要多個AUV構成系統(tǒng)來共同完成任務。各個AUV之間相對位置檢測、編隊避碰以及對礙航物的規(guī)避，是任務完成過程中要解決的關鍵問題。本文針對水下通信相對困難，急停急轉剎車時滯性嚴重的問題開展了多AUVs協(xié)調避碰的研究工作。

2、 首先介紹了AUV的發(fā)展動態(tài)以及課題研究的意義，分析了實時避碰規(guī)劃的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，討論了實時避碰規(guī)劃的各種方法和它們各自的特點，并根據(jù)多AUVs協(xié)調避碰研究的需要建立了潛浮、橫蕩、縱蕩和艏向四自由度動力學模型、避碰聲納視域模型和AUv的控制系統(tǒng)體系結構。然后在此基礎上，研究了基于勢場法的單AUV避碰規(guī)劃，并分析了避碰規(guī)劃中的勢場陷阱問題和AUV的剎車時滯問題。最后，討論了多AUVs的協(xié)調避碰問題。研究了基于危險閾值、基于Avoi