【摘要】：傳統(tǒng)的多水下機(jī)器人(AUV)編隊(duì)算法,例如領(lǐng)航跟隨法、虛擬結(jié)構(gòu)法,對編隊(duì)形成過程中AUV間的避碰問題和編隊(duì)行進(jìn)過程中的避障問題,沒有進(jìn)行有效解決。人工勢場法可利用勢函數(shù)進(jìn)行避碰、避障,但隊(duì)形組織能力略顯不足。針對上述問題,提出了一種人工勢場和虛擬結(jié)構(gòu)相結(jié)合的多AUV編隊(duì)控制算法。將系統(tǒng)分為3個(gè)部分:編隊(duì)參考點(diǎn)、虛擬結(jié)構(gòu)質(zhì)點(diǎn)和AUV.以編隊(duì)參考點(diǎn)為中心形成期望的虛擬結(jié)構(gòu)以組織隊(duì)形;虛擬結(jié)構(gòu)質(zhì)點(diǎn)以期望的虛擬結(jié)構(gòu)為運(yùn)動目標(biāo),并在運(yùn)動的過程中,通過人工勢場斥函數(shù),實(shí)現(xiàn)避碰和避障;AUV對虛擬結(jié)構(gòu)質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行目標(biāo)跟蹤,從而漸進(jìn)形成AUV的隊(duì)形。通過編隊(duì)路徑跟蹤、編隊(duì)隊(duì)形變換和編隊(duì)避障等一系列仿真實(shí)驗(yàn),對算法的可靠性和靈活性進(jìn)行充分驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在隨機(jī)的初始位置條件下,多AUV系統(tǒng)可以快速無碰撞地形成隊(duì)形;在編隊(duì)行進(jìn)過程中進(jìn)行靈活的隊(duì)形變換,并對障礙物有效避碰。
【作者單位】： 哈爾濱工程大學(xué)水下機(jī)器人技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51209051、51509057、51309066) 中央高校基本科研項(xiàng)目(HEUCFD1514) 海洋工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題項(xiàng)目(1415)
【分類號】：TP242

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本文編號：2546204