时空变化海洋中 AUV 任务管理的分层规划框架
机器人学
2017-11-21 v3
摘要
本文旨在为单个自主水下航行器(AUV)在不确定海底环境中于有限时间间隔内完成任务分配过程提供一种分层动态任务规划框架，其中考虑了作业场地的时空变化性。为此，构建了一个高层反应式任务规划器和一个低层运动规划系统。高层系统负责任务优先级分配，并考虑任务按时终止，引导航行器朝向感兴趣的目标。低层负责基于任务序列和作业地形的动态性生成最优轨迹。任务规划器能够基于任务/地形更新反应式地重新安排任务，而低层规划器能够通过修正旧路径并重新生成新轨迹来应对地形的意外变化。因此，航行器能够承担最大数量的任务，并具有一定程度的机动性，同时具备作业场地的态势感知。上述框架的计算引擎基于生物地理优化(BBO)算法，该算法能够提供高效解。为评估所提框架的性能，首先基于真实地图数据提供海底环境的真实模型，然后通过仿真研究设计了若干作为真实实验处理的场景。此外，为展示框架的鲁棒性和可靠性，进行了蒙特卡洛仿真并做了统计分析。仿真结果表明了二级分层任务规划系统在任务成功方面的显著潜力及其在实时实现中的适用性。
引用
@article{arxiv.1604.07898,
title = {A Hierarchal Planning Framework for AUV Mission Management in a Spatio-Temporal Varying Ocean},
author = {Somaiyeh Mahmoud. Zadeh and Karl Sammut and David M. W Powers and Adham Atyabi and Amir Mehdi Yazdani},
journal= {arXiv preprint arXiv:1604.07898},
year = {2017}
}