远程自主水下航行器的反馈运动规划

海洋生态系统具有时空变异性和动态复杂性,需要长期部署自主水下航行器进行数据收集。一种名为 Tethys 的新型远程自主水下航行器被用于研究不同的海洋现象。此外,海洋环境存在外力与力矩以及变化的水流,这些通常在航行器运动学模型中未被考虑。在此情形下,仅在不确定的海洋中生成从初始位置到目标位置的简单轨迹是不够的,因为航行器可能偏离其预定轨迹。因此,我们提出计算一种反馈规划,在任何已建模或未建模的不确定性存在时调整航行器轨迹。本文中,我们结合预测海洋模型与 Tethys 的运动学建模,提出了一种面向 Tethys 航行器的反馈运动规划方法。给定目标位置、Tethys 运动学模型及水流模式,我们的方法在动态海洋环境中为航行器计算一种反馈规划,以降低其能量消耗。所计算的反馈规划为 Tethys 航行器提供了从环境中任意位置出发考虑其朝向到达目标位置的最优动作。基于实际海洋模型预测数据的结果证明了我们方法的适用性。