海洋自主航行器在對海底地形測繪和水文信息搜集過程中,簡單鋸齒形完全遍歷路徑規(guī)劃算法對多海灣海底地形探測易出現(xiàn)重復區(qū)域和遺漏區(qū)域的問題。本文提出了遺漏海灣和重復海灣及其進入點、退出點和門戶的路徑規(guī)劃環(huán)境表達概念,并將其應用在基于行為的鋸齒形完全遍歷路徑規(guī)劃改進算法中,有效地減少了海洋自主航行器全覆蓋地形測繪的重復區(qū)域和遺漏區(qū)域。在網(wǎng)格化定常流場海域內(nèi),對某一阻力特性已知的自主水下機器人進行了完全遍歷路徑規(guī)劃仿真,驗證了基于重復和遺漏海灣搜索行為的完全遍歷路徑規(guī)劃算法的遍歷性和不重復性,并降低了區(qū)域全覆蓋地形測繪任務(wù)的耗能。最終,通過小型無人艇湖試驗證了算法在完全遍歷路徑規(guī)劃中的節(jié)能性和實用性。

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

圖１開闊水域的鋸齒形路徑規(guī)劃搜索Ｆｉｇ．１Ｚｉｇｚａｇｐａｔｈ－ｐｌａｎｎｉｎｇｉｎｓｉｍｐｌｅｏｐｅｎｗａｔｅｒａｒｅａ

坐標系，并根據(jù)ＡＭＶ附帶聲吶的探測寬度ｗ以及考慮到海底地形起伏對探測設(shè)備的地形覆蓋搜索寬度的影響，利用柵格法建立任務(wù)環(huán)境地圖�？v向柵格線的橫坐標值規(guī)定為ｘ＝ｉｗ／２（ｉ為柵格線編號，柵格線間距為ｗ／２）。ＡＭＶ從起始點開始沿著柵格線運行，每當ＡＭＶ聲吶探測到邊界時，ＡＭＶ將會向著....

圖２多海灣水域的鋸齒形路徑規(guī)劃搜索Ｆｉｇ．２Ｚｉｇｚａｇｐａｔｈ－ｐｌａｎｎｉｎｇｉｎｍｕｌｔｉ－ｂａｙａｒｅａｓ

單的鋸齒形路徑規(guī)劃行為將會導致搜索遺漏或者重復搜索現(xiàn)象。如圖２，ＡＭＶ從Ｓｐ點出發(fā)，使用上述行為進行搜索，搜索完中間區(qū)域后進入Ｉ２區(qū)域，搜索完Ｉ２區(qū)域后，ＡＭＶ將沿著Ｉ２區(qū)域內(nèi)的柵格線返回，然后再進入Ｉ３區(qū)域，搜索完Ｉ３區(qū)域后會發(fā)現(xiàn)：在整個搜索過程中Ｉ２區(qū)域重復搜索而Ｉ１區(qū)域被遺....

圖３探測遺漏海灣進入點Ｆｉｇ．３Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｍｉｓｓｅｄｂａｙｓ

區(qū)域Ｉ１定義為遺漏海灣，而重復搜索的海灣區(qū)域Ｉ２定義為重復海灣。圖２多海灣水域的鋸齒形路徑規(guī)劃搜索Ｆｉｇ．２Ｚｉｇｚａｇｐａｔｈ－ｐｌａｎｎｉｎｇｉｎｍｕｌｔｉ－ｂａｙａｒｅａｓ２基于重復海灣和遺漏海灣的搜索行為設(shè)計２．１遺漏海灣進入點判定遺漏海灣進入點需要根據(jù)ＡＭＶ探測到海角時....

圖４探測重復海灣Ｆｉｇ．４Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｒｅｐｅａｔｅｄｂａｙ

入點。２．２重復海灣退出點如圖４，假定ＡＭＶ沿著柵格線Ｌｉ運動時探測到Ｃ３Ｃ４槇曲線邊界，它將記錄此邊界，但并不改變其自身的航行方式進入海灣，ＡＭＶ找到灣底（確定灣底的方法是ＡＭＶ沿海灣邊界航行，最終回到上一次經(jīng)過的柵格線Ｌｉ＋３，那么此柵格線和邊界組成的部分即為灣底）時，確定Ｃ....

本文編號：3911776