【摘 要】
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在时变洋流场环境下,洋流矢量增加了时间维度,在时间角度上可进一步利用洋流以节约AUV能量消耗.此外,在该环境中无后效性不再成立,基于经典贪婪策略的路径规划算法不再适用.
【机 构】
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哈尔滨工程大学自动化学院; 九江职业技术学院;
【基金项目】
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高技术船舶科研项目(GJYF-043/6)
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在时变洋流场环境下,洋流矢量增加了时间维度,在时间角度上可进一步利用洋流以节约AUV能量消耗.此外,在该环境中无后效性不再成立,基于经典贪婪策略的路径规划算法不再适用.为此,本文结合路径参数选择及双层规划算法,提出一种适用于时变洋流场环境的能耗最优路径规划算法.首先,出发时间和AUV推进速度均可以在时间维度上等待有利洋流,且推进速度与其能量消耗直接相关.因此,引入出发时间和推进速度作为路径参数.在此基础上,针对无后效性不成立问题,本文使用双层规划作为路径规划算法,并分析了该算法在时变洋流场环境下的适用性.该算法将路径规划任务分为路径规划与路径优化两部分.其中,路径规划部分采用蚁群系统算法构建通道;路径优化部分由量子粒子群算法对路径参数进一步优化.该算法在保证全局最优的同时解决了传统基于栅格的路径规划算法中机器人运动方向受限的问题.最后,以Kongsberg/Hydroid REMUS 600s型水下机器人为模型,对提出的路径规划算法进行仿真验证.
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