动态三维环境中基于多点势场的有效水下滑翔机路径规划
机器人学
2024-03-14 v1
摘要
水下滑翔机（UG）已成为海洋探索中极为高效的无人航行器。然而，它们在动态且复杂的水下环境中作业，需要鲁棒的路径规划策略。以往研究主要侧重于在已探索环境中的全局能量或时间最优路径规划，忽视了在峡湾和近港水域等变化多端的动态区域中，由不可预测的流况和未知障碍物所带来的挑战。本文介绍并改进了一种实时路径规划方法——多点势场（MPPF），该方法专为受浮力推进和内部驱动约束、在三维空间中运行的UG量身定制。所提出的MPPF方法处理了障碍物、流场和局部极小值问题，提升了UG路径规划的效率和鲁棒性。一个低成本原型——面向实践探究工程的研究型水下滑翔机（ROUGHIE），被用于验证。通过案例研究和仿真，展示了增强型MPPF方法的有效性，凸显了其在水下探索实际应用中的潜力。
引用
@article{arxiv.2403.08163,
title = {Effective Underwater Glider Path Planning in Dynamic 3D Environments Using Multi-Point Potential Fields},
author = {Hanzhi Yang and Nina Mahmoudian},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.08163},
year = {2024}
}
备注
7 pages, 12 figures, submitted for CAMS 2024