无人水下航行器近海底空间路径规划方法

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Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＦｏｒｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆｐａｔｈｐｌａｎｎｉｎｇｆｏｒＵＵＶｎｅａｒｓｅａｂｏｔｔｏｍ，ａｓａｆｅｔｙｄｅｐｔｈｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｒｆＵＵＶ
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－７０４３．２０１３０３４３０
网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／２３．１３９０．Ｕ．２０１４０３１８．１０２４．００１．ｈｔｍｌ中图分类号：ＴＰ３０１．６；ＴＰ１８文献标志码：Ａ文章编号：１００６ — ７４３０（２０１４）４－００３０７ — ０６
规划过程中，将最小安全航行深度作为ＵＵＶ航行深度，在当前路径点，建立ＵＵＶ路径规划代价函数，利用改进粒子群算法求取代价函数最小点，作为下一路径点，从而逐步得到ＵＵＶ近海底航行路径。仿真结果显示，利用所提方法，可以规划出一条躲避地形威胁和障碍威胁，并近海底航行的有效路径，用于执行ＵＵＶ近海底航行任务。关键词：ＵＵＶ；路径规划；近海底；粒子群优化算法；避障；测试函数
第３５卷第３期
２０１４年３月
哈
尔
滨
工
程
大
学
学
Βιβλιοθήκη Baidu
报
Ｖ０１．３５Ｎｏ．３
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨａｒｂｉｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
Ｍａｒ．２０１４
无人水下航行器近海底空间路径规划方法
ＰａｔｈｐｌａｎｎｉｎｇｍｅｔｈｏｄｆｏｒＵＵＶｎｅａｒｓｅａｂｏｔｔｏｍ
ｒＡＮＺｈｅｐｉｎｇ，ＤＥＮＧＣｈａｏ，ＺＨＡＯＹｕｆｅｉ，ＬＩＢｅｎｙｉｎ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＨａｒｂｉｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｒｂａｉｎ１５０００１，Ｃｈｉｎａ）
ｎｅａｒｓｅａｂｏｔｔｏｍｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｃｏｎｃｕｒｒｅｎｔｌｙ，ａｎｏｖｅｌｐａｒｔｉｃｌｅｓｗａｒｍｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ（ＰＳＯ）ａｌｇｏｒｉｔｈｍｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｗｈｉｃｈａｄｊｕｓｔｅｄｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｐａｒｔｉｃｌｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏ
ｌｉｓｈｅｄ．Ｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｎｏｖｅｌｐａｔｉｒｃｌｅｓｗａｍｒａｌｇｏｉｒｔｈｍ，ｔｈｅｍｉｎｉｍｕｍｐｏｉｎｔｏｆｔｈｅｃｏｓｔｆｕｎｃｔｉｏｎｗａｓａｔｔａｉｎｅｄａｎｄｔａｋｅｎ
严浙平，邓超，赵－￣，－Ｅ，李本银
（哈尔滨工程大学自动化学院，黑龙江哈尔滨１５０００１）摘
一
要：针对无人水下航行器（ＵＵＶ）近海底空间路径规划问题，提出了ＵＵＶ近海底航行安全深度计算方法．同时，提出种改进的粒子群优化算法，在粒子进化过程中，根据代价函数的变化，调整粒子进化参数组合。ＵＵＶ近海底空间路径
ｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｔｈｅｃｏｓｔｆｕｎｃｔｉｏｎ．ＤｕｒｉｎｇｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆＵＵＶｐａｔｈｐｌａｎｎｉｎｇ，ｔｈｅｍｉｎｉｍｕｍｄｅｐｔｈｏｆｓａｆｅｎａｖｉｇａｔｉｏｎｗａｓｔａｋｅｎａｓｔｈｅＵＵＶｎａｖｉｇａｔｉｏｎｄｅｐｔｈ；ａｔｔｈｅｃｕｒｅｎｔｐａｔｈｐｏｉｎｔ，ａＵＵＶｐａｔｈｐｌａｎｎｉｎｇｃｏｓｔｆｕｎｃｔｉｏｎｗａｓｅｓｔａｂ—