自主水下航行器多终点航路规划的距离正则化混合水平集算法研究

作     者：盛亮 邱志明 于邵祯 焦俊杰 SHENG Liang;QIU Zhiming;YU Shaozhen;JIAO Junjie

作者机构：海军航空大学航空基础学院山东烟台264001 海军工程大学兵器工程学院湖北武汉430033 海军研究院北京102442 南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 

出 版 物：《兵工学报》 (Acta Armamentarii)

年 卷 期：2020年第41卷第4期

页      面：750-762页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080202[工学-机械电子工程] 0802[工学-机械工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(11504173)。 

主　　题：自主水下航行器 多项式距离正则化 混合水平集 多终点 航路规划 

摘      要：为进一步提升水平集算法求解自主水下航行器(AUV)时间最优航路的计算效率,结合局部化思想和多项式距离正则化方程,提出一种用于AUV多终点航路规划的混合水平集算法。通过引入简单多项式距离正则化项,融合海流模型,推导新的水平集演化方程,并给出数值实现方法。所提算法无需重复初始化窄带且一次演化就能获得至多终点的所有最优航路集,解决了AUV多终点航路规划时计算效率不高、规划时间过长的问题。仿真结果表明,相较于蚁群算法和量子粒子群算法,在AUV的多终点航路规划中,混合水平集算法计算效率是蚁群算法的6.4倍,是量子粒子群算法的1.6倍,且鲁棒性更佳。