水下航行器路径规划算法制造技术

水下航行器路径规划算法，用于规划水下航行器的航行路径。该方法将水下障碍均近似等效为几何凸面体，建立以水下航行器航行目标点为中心的汇流场，构建自由环境下航行目标点的初始流场并引入水下障碍物的影响对初始流场进行校正，获得修正流场，并基于修正力促行获得水下航行器的路径点，从而获得航行路径。本发明专利技术规划的路径质量较高，水下航行器总能安全避开障碍物并最终到达目标点。为水下航行器自主控制系统搭载该路径规划算法，可进一步提高水下自主航行器的自主感知和决策控制能力，提高自主航行能力。

【技术实现步骤摘要】
水下航行器路径规划算法
本专利技术涉及航行器导航与控制
，具体为一种水下航行器路径规划算法。
技术介绍
自主式水下航行器(AutonomousUnderwaterVehicle，以下简称AUV)是一种具备自主导航与规划能力、可代替人类执行水下作业任务的无人运载平台，相比于载人潜水器或有缆型无人航行器，具有隐蔽性好、机动性高、使用灵活、活动范围广等独特优势，代表了水下航行器的未来发展方向，并已广泛应用于各类军用与民用领域。然而，随着AUV应用领域与应用需求的不断扩大，AUV的任务场景与任务要求等也日益复杂，一些与新应用不相适应的技术问题也日渐暴露，成为制约其发展的瓶颈。AUV作为一类典型的自主无人系统，智能化与自主化是其本质特征与未来趋势。然而，现有AUV的自主能力受限，某些情况下还需由岸上或船上控制站全时监控并发送控制指令，任务执行效率低且难以保证安全性。因此，如何进一步提高AUV自主航行能力，实现AUV自主感知、决策与控制，是保证AUV满足复杂任务应用需求的关键。结合近年来AUV领域的发展趋势可知，路径规划技术是提高其自主能力和航行安全的关键技术之一。AUV路径规划是指依据已本文档来自技高网...

【技术保护点】
水下航行器路径规划算法，用于规划水下航行器的航行路径，其特征在于，包括以下步骤：S1：将水下障碍均近似等效为几何凸面体，采用统一的凸面体方程进行描述：

【技术特征摘要】
1.水下航行器路径规划算法，用于规划水下航行器的航行路径，其特征在于，包括以下步骤：S1：将水下障碍均近似等效为几何凸面体，采用统一的凸面体方程进行描述：其中，a,b,c,p,q,r为决定几何凸面体大小和形状的常数，(x0,y0,z0)表示几何凸面体的中心，Γ(P)＝1为障碍物表面方程；S2：建立以水下航行器航行目标点为中心的汇流场：定义该汇流场的速度为其中V0为汇流场的速率，d(P,Pd)表示水下航行器当前位置与航行目标位置的欧式距离；S3：构建自由环境下航行目标点的初始流场：假设水流流场为恒速流场，水流流速为uc(P)，将水流流速与汇流场流速按权重叠加，u(P)＝λsus(P)+λcuc(P)，其中u(P)为初始流场的流速，λs和λc分别表示汇流场和水流流场权重系数；S4：定义水下障碍物的修正矩阵，以定义水下障碍物对航行目标点初始流场的扰动影响：其中，K为障碍物的总数，ρk、σk分别表示第k个障碍物的排斥反应系数和切向反应系数，nk(P)表示第k个障碍物的径向法向量，tk(P)表示第k个障碍物的水平切向量：其中，S5：采用修正矩阵对初始流场进行修正，得到静态障碍环境下的修正流场：

【专利技术属性】
技术研发人员：姚鹏，杨睿，任凭，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东,37