基于能耗的水下機器人實時運動規(guī)劃方法研究.pdf

1、隨著海洋開發(fā)開發(fā)進(jìn)程的加快，能夠探測水下環(huán)境并且自主完成作業(yè)任務(wù)的水下機器人受到國內(nèi)外研究機構(gòu)的廣泛重視。自主性及安全性是水下機器人的重要特性，其中自主性的含義是具有和外部環(huán)境進(jìn)行交互的能力，這種交互能力的一個重要方面就是具有自主運動規(guī)劃的能力。然而對于無人無纜水下機器人來說，可以長時間使用的小型動力源尚未達(dá)到實用化的程度，因此，能量的有效利用是無人無纜水下機器人實用化中的重要問題之一，因此考慮能耗的無人無纜水下機器人實時運動規(guī)劃問題的

2、研究具有具有重要的理論研究意義和實際應(yīng)用價值。 針對未知環(huán)境中水下機器人實時運動規(guī)劃的問題，提出了對水下機器人的運動規(guī)劃采用基于行為結(jié)構(gòu)的方法。對基于行為選擇策略的協(xié)調(diào)方法和基于行為融合策略的協(xié)調(diào)方法分別進(jìn)行了研究，通過仿真實驗對兩種行為協(xié)調(diào)策略進(jìn)行了對比分析。為了進(jìn)一步對運動過程中能耗問題的研究討論，本文對水下機器人的運動控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究，提出了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的運動控制方法，并將規(guī)劃與控制相結(jié)合進(jìn)行了仿真實驗，實驗結(jié)果驗證

3、了規(guī)劃器與控制器的有效性。 在對水下機器人基于行為融合的實時運動規(guī)劃和基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的運動控制研究的基礎(chǔ)上，針對未知環(huán)境下水下機器人基于能耗的實時運動規(guī)劃問題進(jìn)行了研究。單純從控制方面或是規(guī)劃方面來改善和提高水下機器人的運動性能難以達(dá)到理想效果。所以本文把預(yù)測控制的思想引入規(guī)劃中，把規(guī)劃與預(yù)期的控制執(zhí)行效果結(jié)合起來考慮，提出了多步預(yù)測規(guī)劃單步控制執(zhí)行的方法，對水下機器人基于能耗的實時運動規(guī)劃與控制問題進(jìn)行了研究。仿真實驗和水池實驗