海流环境下基于模糊理论的水下机器人区域搜索

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1、哈尔滨工程大学硕士学位论文摘要本文在分析水下机器人特性及所处工作环境的基础上，提出了考虑海流作用的水下机器人区域搜索规划方法，仿真实验表明该方法使得水下机器人运动规划的智能性进一步提高。针对海流对水下机器人运动的影响，根据海流方向确定区域搜索的方向。指出按照规划好的航线航行是保证对区域进行完全搜索的必要条件。利用速度合成原理确定了水下机器人在搜索时应该保持的艏向，但是单靠这种方法还是不能很好的解决对航线的跟踪问题。因此设计了基于模糊理论的航线跟踪规划器。针对以往仿真总是使水下机器人的运动等同于规划模块的输出

2、的情况，设计了基于模糊理论的艏向运动仿真系统，对水下机器人的实际艏向运动进行模拟。设计了基于计算距离值的目标识别算法，使其能够按照任务的要求实现对目标从三个方向进行识别。最后介绍了实时操作系统VxWorks及其开发平台Tornado。讨论了规划系统的软件开发技术。本文在规划的各阶段均考虑了海流对水下机器人运动的影响，并采取了相应的规划策略，提高了水下机器人的自主规划能力和运动控制性能。仿真结果验证了本文所提出方法的有效性和可行性。关键词：水下机器人；区域搜索；模糊理论；VxWorks哈尔滨工程大学硕士学位论

3、文AbstractBasedontheresearchprojectandanalysisofthepropertyoftheitselfandtheuncertainenvironment，thepaperproposesmethodsforAUVregionreconnaissanceundertheoceancurrent．Thesimulationresultsindicatethatthemethodsprovidetherobotwinlhigherintelligence．Considerin

4、gtheeffectofocean_currentonAUV,thepaperconfirmsthereconnaissancedirectionaccordingtothedirectionoftheoceancurrent．ItalsoindicatesthatitistheessentialconditionthatAUVCallsearchtheareaentirelytosailalongtheplannedlines．Usingthemethodofspeedcomposing，thepaper

5、confirmstheAUV’Sbowdirectionwhenitissearchingthearea．ButthemethodcannotsolvetheproblemthatAUVsailsalongtheplanedlineyet．Sothepaperdesignsalinetrackplannerbasingonthefuzzytheory．AimingattheproblemthattheAUV’Smovementisalwaysconsistentwiththeoutputoftheplann

6、erintheformeremulator，thepaperdesignsaemulatoroftheAUV’Sbowmovementbasedonthefuzzytheorytosimulatetherealmovement．Thepaperdesignsatargetrecognitionalgorithmbasedonthecalculatingdistancevaluetorecognizethetargetfromthreedirectionsaccordingtotherequestofthet

7、ask．Atthelast，thepaperin口oducesVxWorks，thereal-timeoperationsystem，andintroducesTornado，thedevelopmentplatformofVxWorks．Itdiscussesthe哈尔滨工程大学硕士学位论文softwaredevelopmenttechnologyoftheplarmingsystem．BecausetheconsiderationsofeffectofoceancurrentonAUVandthecor

8、respondingmethods，theabilitiesofautonomousplanningandmotioncontrolofAUVal'eimproved．Thesimulationresultsprovethemethodsareeffectiveandfeasible．Keywords：auv；areareconnaissance；fuzzytheory；VxWorks哈尔滨工程大学学位论文原创性