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智能水下机器人的实时避碰策略和全局路径规划研究
| 论文题名： | 智能水下机器人的实时避碰策略和全局路径规划研究 |
| 关键词： | 智能水下机器人;局部避碰;全局路径规划;避碰策略 |
| 摘要： | 在海洋环境下，规划与避碰应该考虑水下机器人的动力学特性、海流以及水下障碍物的非结构化特性等。本文系统地研究了海洋环境下智能水下机器人的全局路径规划和实时避碰策略问题，并针对上述问题提出了自己的观点及方法。 本文基于水下机器人的动力学方程，提出了在海洋环境下基于水下机器人动力学特性的实时模糊避障规划方法。该方法以水下机器人与障碍物的相对位置和相对速度、海流的大小与方向及水下机器人的姿念作为输入，水下机器人下一时刻的期望(角)速度作为输出。该方法在避碰规划中考虑了水下机器人的动力学特性，有利于底层运动控制器跟踪避碰路径。为了更加贴近真实的海洋情况，论文还重点考虑了海流的影响。 本文通过改进的空间搜索方法，模拟传感器对障碍物的探测过程，从而获取障碍物的方位及位置信息。该方法对二维和三维环境具有相同的表示和类似的处理过程，对障碍物也没有结构化的要求，从而适合于实际的海洋环境。此外，水下机器人的动力学特性和海流的存在影响了运动控制器对规划路径的跟踪实现，所以本文结合水下机器人动力学性能和考虑海流的影响来规划全局路径，使得规划的路径更具有可实现性。 系统仿真试验表明，本文提出的海流环境下基于水下机器人动力学特性的模糊实时避碰算法和全局路径规划是具有一定的理论意义和对实际应用具有一定借鉴意义的。 |
| 作者： | 陈永明 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 万磊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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