AUV纯方位目标跟踪轨迹优化方法

作     者：王艳艳 刘开周 封锡盛 

作者机构：中国科学院沈阳自动化研究所机器大学国家重点实验室辽宁省沈阳110016 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《机器人》 (Robot)

年 卷 期：2014年第36卷第2期

页      面：179-184页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081101[工学-控制理论与控制工程] 0811[工学-控制科学与工程] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(61273334) 辽宁省自然科学基金资助项目(2011010025-401) 中国科学院知识创新工程重大项目(YYYJ-0917) 

主　　题：自主水下机器人 纯方位跟踪 轨迹优化 收益函数 扩展卡尔曼滤波 

摘      要：为了进一步提高自主水下机器人(AUV)纯方位目标跟踪能力,从AUV轨迹优化方面进行了研究.采用基于距离的分段轨迹优化方法:在跟踪目标的初始阶段以定位的位置误差GDOP(geometrical dilution of precision)作为优化对象,以期在定位跟踪的各个时刻能得到最优的定位精度;针对目标运动要素(位置、速度、航向等)估计趋于收敛的情况,提出了一种基于短期预测的轨迹优化方法,AUV根据物理条件限制预测双方短期状态,计算能够反映跟踪态势特征的收益函数,根据收益函数对自身某状态进行评估,估算出自身各个预测状态的综合收益后,选出综合收益最大的那个状态作为短期目标,执行能到达该状态的行为.目标运动要素估计中使用扩展卡尔曼滤波(EKF).最后,将该轨迹优化方法与基于GDOP的轨迹优化进行仿真对比,结果表明该方法能够实现AUV与目标较快汇合.