一种基于改进DWA的AUV局部路径规划方法技术

本发明专利技术涉及路径规范领域，尤其涉及一种基于改进DWA的AUV局部路径规划方法，所述局部路径规划方法包括以下步骤：参照AUV在水平面的局部路径规划定义质量矩阵；参照AUV传统运动状态方程，以控制输入矢量和速度矢量为变量，得到其加速度函数；设定多种应用情形，根据角速度的具体取值得到最大加速度，进而对容许速度进行评估定义；设计自适应参数，采用自适应的方式，根据障碍物信息和自身状态调整速度评价函数的参数；根据选择的最优期望速度，选取正定函数，基于反步法设计控制器，形成决策

【技术实现步骤摘要】
一种基于改进DWA的AUV局部路径规划方法

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[0001]本专利技术涉及一种基于改进DWA的AUV局部路径规划方法。

技术介绍
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[0002]AUV是自主水下航行器，为探索海洋时常用到的一种机器人，它具有不受时间和空间限制的多种传感器，具有自主导航和避障能力；此外，AUV还可以自主执行特定的水下任务；AUV的发展涉及到各种各样的高新技术，比如力学、流体力学、水声、光学等学科，包括电子通信、导航、自动控制、计算机科学、传感器技术、仿生学、人工智能等许多当代的科学技术。
[0003]在海洋工程领域，AUV被用于大坝结构检查、水下基地安装和拆卸、水下目标观察和搜救，以及为潜水员做一些辅助性工作；在海洋科学研究领域，可部署AUV在海洋环境中进行数据采集、水下沉船调查、海底地质地貌勘探、石油等资源勘探等；在军事领域，AUV被用于水雷对抗、目标探测、情报收集、监视侦察、环境数据收集和反潜作战，随着人类活动空间逐渐向海洋领域扩展，AUV将在海洋勘探中发挥重要作用。
[0004]对于AUV来说，路径规划是实现AUV无人化的一个前提条件，也是AU本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于改进DWA的AUV局部路径规划方法，其特征在于，所述局部路径规划方法包括以下步骤：S1，参照AUV在水平面的局部路径规划，定义AUV的速度矢量、位置矢量和控制输入矢量，定义质量矩阵，所述质量矩阵包括机械附加质量和水动力附加质量，得到AUV传统运动状态方程；S2，参照AUV传统运动状态方程，以控制输入矢量和速度矢量为变量，得到其加速度函数；S3，设定多种应用情形，根据角速度的具体取值得到最大加速度，进而对容许速度进行评估定义，得到容许速度空间和速度动态窗口，根据容许速度空间和速度动态窗口来计算出可行速度空间；S4，设计自适应参数，采用自适应的方式，根据障碍物信息和自身状态调整速度评价函数的参数，定义最大化目标函数，在可行速度空间内选择最优速度，以进行灵活避障；S5，根据选择的最优期望速度，选取正定函数，基于反步法设计控制器，形成决策
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控制闭环；S6，AUV通过自身搭载的感知设备获取其状态信息z(t
k
)、x(t
k
)和周围障碍物信息，依上述算法求解得到控制期望x
d
(t
k+1
)和控制输入u(t
k+1
)，以实现灵活精准避障。2.根据权利要求1所述的一种基于改进DWA的AUV局部路径规划方法，其特征在于，所述AUV传统运动状态方程为：AUV传统运动状态方程为：其中，x(t)＝[u(t),v(t),r(t)]
T
为AUV的速度矢量，z(t)＝[X(t),Y(t),ψ(t)]
T
为AUV的位置矢量，u(t)＝[δ
r
(t),0，n(t)]
T
为AUV的控制输入矢量，δ
r
(t)和n(t)分别为AUV舵角和AUV螺旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱仲本，薛祎凡，张嘉豪，秦洪德，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：