發(fā)布時(shí)間：2024-02-26 19:56

　　海洋自主航行器在對(duì)海底地形測(cè)繪和水文信息搜集過程中,簡(jiǎn)單鋸齒形完全遍歷路徑規(guī)劃算法對(duì)多海灣海底地形探測(cè)易出現(xiàn)重復(fù)區(qū)域和遺漏區(qū)域的問題。本文提出了遺漏海灣和重復(fù)海灣及其進(jìn)入點(diǎn)、退出點(diǎn)和門戶的路徑規(guī)劃環(huán)境表達(dá)概念,并將其應(yīng)用在基于行為的鋸齒形完全遍歷路徑規(guī)劃改進(jìn)算法中,有效地減少了海洋自主航行器全覆蓋地形測(cè)繪的重復(fù)區(qū)域和遺漏區(qū)域。在網(wǎng)格化定常流場(chǎng)海域內(nèi),對(duì)某一阻力特性已知的自主水下機(jī)器人進(jìn)行了完全遍歷路徑規(guī)劃仿真,驗(yàn)證了基于重復(fù)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(fù)性,并降低了區(qū)域全覆蓋地形測(cè)繪任務(wù)的耗能。最終,通過小型無人艇湖試驗(yàn)證了算法在完全遍歷路徑規(guī)劃中的節(jié)能性和實(shí)用性。

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【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(biāo)系，并根據(jù)ＡＭＶ附帶聲吶的探測(cè)寬度ｗ以及考慮到海底地形起伏對(duì)探測(cè)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。縱向柵格線的橫坐標(biāo)值規(guī)定為ｘ＝ｉｗ／２（ｉ為柵格線編號(hào)，柵格線間距為ｗ／２）。ＡＭＶ從起始點(diǎn)開始沿著柵格線運(yùn)行，每當(dāng)ＡＭＶ聲吶探測(cè)到邊界時(shí)，ＡＭＶ將會(huì)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(huì)導(dǎo)致搜索遺漏或者重復(fù)搜索現(xiàn)象。如圖２，ＡＭＶ從Ｓｐ點(diǎn)出發(fā)，使用上述行為進(jìn)行搜索，搜索完中間區(qū)域后進(jìn)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(jìn)入Ｉ３區(qū)域，搜索完Ｉ３區(qū)域后會(huì)發(fā)現(xiàn)：在整個(gè)搜索過程中Ｉ２區(qū)域重復(fù)搜索而Ｉ１區(qū)域被遺....

圖３探測(cè)遺漏海灣進(jìn)入點(diǎn)Ｆｉｇ．３Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｍｉｓｓｅｄｂａｙｓ

區(qū)域Ｉ１定義為遺漏海灣，而重復(fù)搜索的海灣區(qū)域Ｉ２定義為重復(fù)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(fù)海灣和遺漏海灣的搜索行為設(shè)計(jì)２．１遺漏海灣進(jìn)入點(diǎn)判定遺漏海灣進(jìn)入點(diǎn)需要根據(jù)ＡＭＶ探測(cè)到海角時(shí)....

圖４探測(cè)重復(fù)海灣Ｆｉｇ．４Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｒｅｐｅａｔｅｄｂａｙ

入點(diǎn)。２．２重復(fù)海灣退出點(diǎn)如圖４，假定ＡＭＶ沿著柵格線Ｌｉ運(yùn)動(dòng)時(shí)探測(cè)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(jìn)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(shí)，確定Ｃ....

本文編號(hào)：3911776