探索非结构化环境下多auvs协调避碰技术研究

《探索非结构化环境下多auvs协调避碰技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、Y1211398分类号密缎编号工学硕士学位论文非结构化环境下多AUVs协调避碰技术研究硕士研究生：指导教师：学科、专业：学位论文主审人：王爱兵严浙平教授交通信息工程及控制边信黔教授哈尔滨I程大学2007午4月1F结构化环境F多AUVs协调避碰技术研究摘要—删V(AutonomousUnderwaterVehicle，简称AUV)作为一种高技术手段。在海洋环境监测、海底资源调查、科学考察、危险环境作业和打捞救生等方面起到了至关重要的作用。随着执行任务的复杂性日益增加，单AUV在大范围内作业的时效性、鲁棒性和柔性等方面就表现出明

2、显不足。因此，需要多个AUV构成系统来共同完成任务．各个AUV之间相对位置检测、编队避碰以及对碍航物的规避，是任务完成过程中要解决的关键问题。本文针对水下通信相对困难，急停急转刹车时滞性严重的问题开展了多AUVs协调避碰的研究工作。首先介绍了AUV的发展动态以及课题研究的意义，分析了实时避碰规划的发展现状和趋势，讨论了实时避碰规划的各种方法和它们各自的特点，并根据多AUVs协调避碰研究的需要建立了潜浮、横荡、纵荡和艏向四自由度动力学模型、避碰声纳视域模型和AUV的控制系统体系结构。然后在此基础上，研究了基于势场法的单AUV避

3、碰规划，并分析了避碰规划中的势场陷阱问题和AUV的刹车时滞问题。最后，讨论了多AUVs的协调避碰问题。研究了基于危险阈值、基于Avoid-auv行为和动态传递优先级的三种避碰协调方法，并进行了多AOVs的避碰规划综合仿真验证。论文研究和仿真结果表明：AUV动力学模型、体系结构和避碰声纳视域模型基本满足避碰研究的需要；改进的势场避碰算法有效、实时性好；多AUVs的避碰协调方法在解决AUV编队避碰避障的问题上合理可行，对于研究多AUVs的协调避碰具有一定的实际意义。关键词：多AUVs；协调避碰；人工势场法；基于行为哈尔滨工程人学

4、硕士学位论文ABSTRACTAutonomousUnderwaterVellicle(AUV)playsanimportantroleinmarineenvironmentmonitoring，seabedresourcesinvestigating，scienceinspecting,dangerousenVlrenmentexploring,rescueandsalvageandSOon．Alongwiththemissionbecomemorecomplicatedly,thesingleAUVobviouslysho

5、wsinsutticientateffectiveness，robustnessandflexibilityinalarge—scaleoperatingmission．ItiSnecessarytocoordinate谢ththehelpofMulti·AUvsoperatingtogether．TherearesomekeytechniquessuchastherelativepositiondetectingbetweenMulti—AUVs，formationcontrollingandobstaclesavoidi

6、ngintheprocessofdealingwithcomplicatedmission．Inthispaper,itisproposedtoimplementthecoordinatedcollisionavoidancebetweenmulti—AUVsaccordingtotherelativedifficultyofunderwatercommunicationandseriousinertialtimedelay．Firstly,thetrendofAUVdevelopmentandtheresearchmean

7、ingarepresentedanddiscussed．Secondly,fourDOFdynamicmodelandcontr01architectureofAUV,geometricalmodelofcollisionavoidancesonariSdesignedbasedontheneedsofreal-timecollisionavoidanceplanningformulti．AUVsThirdly,AUVcollisionavoidanceplanningbasedonpotentialfieldandpote

8、ntialfieldtrapandbrakingtimedelayisinvestigatedandanalyzed．Lastly,discussingproblemsonmulti—AUVscollisionavoidance；investigateingthreecoordinated