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题名AUV实时避障算法研究进展
被引量：9
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作者
郭银景
鲍建康
刘琦
屈衍玺
吕文红
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机构
山东科技大学电子信息工程学院
青岛智海牧洋科技有限公司
山东科技大学电气与自动化工程学院
山东科技大学交通学院
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出处
《水下无人系统学报》
北大核心
2020年第4期351-358,369,共9页
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基金
山东省重点研发计划(公益类专项)项目(2018GHY115022)
国家自然科学基金(61471224)。
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文摘
针对目前在研究自主水下航行器(AUV)实时避障算法过程中出现的重点难点及研究趋势,文中从动态障碍物、多约束与多目标以及海流干扰3方面分析了水下实时避障算法的研究难点,然后从人工势场法、模糊逻辑法和智能仿生算法3个方面重点阐述水下实时避障算法的研究进展。对比3种避障算法的研究现状得知,通过修正势场函数、引入AUV运动约束、考虑障碍物相对速度和复杂海流影响等,使改进的人工势场法克服了陷阱问题、局部极小值和目标不可达等问题,成为解决AUV实时避障问题的重点研究方向。在躲避动态障碍物方面,多种避障算法融合将成为一种趋势;在多约束与多目标问题中,能耗问题尤为重要却很少被作为参数引入到避障算法中,具有很大的研究潜力;针对海流干扰问题,多数避障算法仅考虑了水平方向的定常流或涡流,因此考虑三维海流干扰也是未来水下实时避障算法的研究方向之一。
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关键词
自主水下航行器
实时避障算法
人工势场
模糊逻辑
仿生
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Keywords
autonomous undersea vehicle(AUV)
real-time obstacle avoidance algorithm
artificial potential field
fuzzy logic
bionic
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分类号
U674.941
[交通运输工程—船舶及航道工程]
TJ630.33
[兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
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题名基于精确凸松弛的固定翼无人机实时轨迹规划
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作者
李雅轩
刘新福
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机构
北京理工大学宇航学院
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出处
《兵工学报》
2025年第3期34-46,共13页
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基金
国家重点研发计划项目(2023YFC3341100)
民机研究专项项目(MJG5-1N21)。
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文摘
针对固定翼无人机轨迹规划问题,提出一种基于精确凸松弛的实时轨迹规划方法。该方法包含路径规划和速度优化2个步骤。第1步,设计无人机在多障碍环境下的飞行路径。综合考虑无人机动力学和控制约束条件,提出基于Dubins路径的避障路径规划方法来生成适应固定翼无人机飞行性能限制的避障路径。第2步,计算无人机沿避障路径飞行的速度和控制。提出利用非线性保留和精确凸松弛将强非线性的速度优化问题转化为单个凸优化问题,并理论证明了方法的有效性。因为不需要迭代求解凸优化问题,速度优化算法没有收敛性问题,具有良好的实时性。仿真结果表明:新方法在多障碍环境和未知障碍环境中均能够可靠快速地完成避障轨迹规划,相比于非线性优化和序列凸优化,计算效率明显提升,计算时间仅为数十毫秒。
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关键词
固定翼无人机
轨迹规划
实时避障算法
Dubins路径
凸优化
精确凸松弛
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Keywords
fixed-wing UAV
trajectory planning
real-time obstacle avoidance algorithm
Dubins path
convex optimization
exact convex relaxation
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分类号
V279
[航空宇航科学技术]
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