基于粒子群优化-人工势场的多AUV拦截技术研究

作     者：孙兵 戚国亮 张威 孟祥巧 SUN Bing;QI Guoliang;ZHANG Wei;MENG Xiangqiao

作者机构：上海海事大学智能海事搜救与水下机器人上海工程技术研究中心上海201306 上海电机学院电气学院上海201306 

出 版 物：《控制工程》 (Control Engineering of China)

年 卷 期：2024年第31卷第5期

页      面：769-777页

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(52271321,61873161) 上海市青年科技启明星计划项目(20QA1404200) 上海市自然科学基金资助项目(22ZR1426700) 

主　　题：自主水下机器人 预测规划拦截 路径规划 粒子群优化 人工势场 

摘      要：在复杂多变的水下环境中,针对港口等环境下的运动入侵目标的拦截问题,提出了一种新的多自主水下机器人(autonomous underwater vehicle,AUV)拦截算法——预测规划拦截法。首先,通过AUV和入侵目标的运动轨迹,依据拦截点思想快速简单地确定拦截位置,对三维环境下拦截点难以计算的问题采用粒子群优化算法选择最优拦截点,有效降低拦截距离。其次,利用人工势场法规划每个AUV在海流环境下的拦截路径。当目标物被环境中任意一个AUV拦截时,则认为拦截成功。仿真结果表明,在存在海流、障碍物的不同水下环境中,预测规划拦截法的拦截效率较传统的跟踪拦截法有较大的提升。