[发明专利]一种面向未知环境下多AUV自适应目标搜索和避障方法

摘要

本发明公开一种面向未知环境下多AUV自适应目标搜索和避障方法，适用于未知复杂水下环境下的多AUV的目标搜索。本发明主要分为三种模式：有目标模式，根据感知外界的目标信息，动态实时预测实现自适应搜索；无目标模式，利用分区域策略实现全区域覆盖搜索和协同规划任务；避障模式，基于改进的动态窗口法实时避开障碍威胁。本发明根据不同的水下环境信息，通过三种模式间交替切换执行方式，执行多AUV的目标搜索任务，能够应对未知水下的不确定信息，保障目标状态信息的可信区间，具有环境适应性和搜索高效性。

主权项

1.一种面向未知环境下多AUV自适应目标搜索和避障方法，其特征是：步骤一：AUV利用前视声呐感知外界环境，将功能划分为有目标搜索模式、无目标搜索模式和避障模式三种任务模式；步骤二：AUV对目标进行位置估计，实现三种任务模式交替切换；(1)、当AUV视域范围内存在目标时，AUV进行目标类型识别，如若为静目标，则记录目标的包括位置的状态信息；若为有害动目标，则根据观测结果实现路径预测并跟踪，AUV接近有害动目标，有害动目标被摧毁后，该AUV继续执行未完成的目标搜索任务；(2)、当AUV视域范围内无目标信息时，AUV采用分区域搜索策略，每个子区域的划分原则与可视阈值有关，且包含有独立的栅格矩阵计算值，根据每个AUV所在位置，考虑各个区域的搜索代价和路径代价，匹配合适的区域点作为该AUV所要航向的目标任务点；(3)、当AUV的前视声呐视域范围内出现障碍物时，AUV降低速度，利用改进的动态窗口法完成局部避障，避开障碍物的威胁，继续执行目标搜索任务；所述动态窗口法是在速度(v,w)空间中预测多组速度，得到多组航迹后，对所有的预测航迹做出评价，选取最优评价值的航迹作为AUV下一时段的运动轨迹；步骤三：AUV通过前视声呐检测环境，判断当前每个AUV处于步骤二的三种模式下的哪一种模式，返回执行步骤二，执行相应的任务模式。