基于改进人工势场的多UUV编队避障方法

徐红丽, 贾本卿, 栾阔

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东北大学学报(自然科学版) ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (11) : 1547-1556.

基于改进人工势场的多UUV编队避障方法

  • 徐红丽, 贾本卿, 栾阔
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摘要

针对多自主水下航行器(unmanned underwater vehicle,UUV)编队在水下未知环境协同避障时,易陷入局部最小值问题和编队分散而导致的编队通信丢失问题,提出一种基于改进人工势场法的编队避障策略来优化UUV的协同避障路径.首先,基于领航跟随法建立UUV之间的编队控制,采用指数形式的改进人工势场函数,解决传统形式的势场因势场突变而导致的紧急转向问题,同时在斥力场引入前向速度、偏离角度,并引入偏离度斥力结合修正角来优化最终避障控制指令,采用一种虚拟点导引法解决局部最小值问题.最后,兼顾编队影响,设计一种UUV的协同避障策略,优化队形偏离度与恢复队形时间.实验结果验证了本文算法在多UUV编队避障的有效性.

关键词

自主水下航行器编队 / 局部极小值 / 改进人工势场法 / 协同避障 / 队形恢复时间

中图分类号

TP18 / U674.941 / U664.82

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徐红丽, 贾本卿, 栾阔. 基于改进人工势场的多UUV编队避障方法. 东北大学学报(自然科学版). 2024, 45(11): 1547-1556

基金

装备预先研究共用技术项目(50911020604)

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