真实严峻海洋环境下高效 AUV 任务时间管理的自主反应式架构
机器人学
2016-12-06 v2
摘要
如今，由于电池限制，AUV（自主水下航行器）的操作仍局限于极低真实自主性的特定任务。高效运动规划与任务调度是迈向先进自主性并便于航行器处理长距离作业的基本要求。单台航行器无法在大规模地形中执行所有任务；因此，它需要在执行鲁棒决策及感知任务/环境方面具备一定自主性，以在待完成任务之间权衡、管理可用时间，并确保在任务各阶段安全部署。对此，本研究引入一种模块化控制架构，包含高层/低层规划器：高层模块负责通过分配优先任务来提高任务效率，同时引导航行器在布满若干航点的地形中驶向最终目的地；低层模块负责在较小尺度上航行器的安全部署，遭遇随时间变化的洋流与各种不确定的静态/移动障碍物，类似于实际海洋环境。高层与低层模块间的同步被有效配置以管理任务时间并保证任务按时终止。两个高、低层模块的性能与精度分别使用蚁群与萤火虫优化算法进行测试与验证。最后，该架构的整体性能在 10 种不同任务场景中得以研究。对不同模拟任务所获结果的分析证实了所引入架构在高效时间管理、安全部署以及依据任务时间适当优先排序任务提供有益作业方面的效率与固有鲁棒性。
引用
@article{arxiv.1604.08336,
title = {An Autonomous Reactive Architecture for Efficient AUV Mission Time Management in Realistic Severe Ocean Environment},
author = {Somaiyeh Mahmoud. Zadeh and David M. W Powers and Karl Sammut},
journal= {arXiv preprint arXiv:1604.08336},
year = {2016}
}