基于模糊算法的水下机器入路径规划研究.pdf

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1、2014年2月机床与液压Feb．2014第42卷第3期MACHINETOOL&HYDRAULICSVol_42No．3DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．03．001基于模糊算法的水下机器人路径规划研究王妹婷，陆柳延，齐永锋，吕学智，蒋伟，李生权(扬州大学能源与动力工程学院，江苏扬州225127)摘要：针对水下机器人的工作环境的复杂性与不确定性，为了提高自主式水下机器人与外部环境交互及自主航行的能力，结合视线导航原理与模糊控制算法，提出一种未知环境下水下机器人的局部路径规划策略，可实现机器人的实时避障功能。利用测距声呐、短基线系统对环境进行探测，得

2、到一定范围内的障碍物与目标信息，通过模糊控制器实时调整水下机器人的运动偏转角度，有效地避开障碍物，达到预定目标点。最后通过MATLAB进行仿真，构建一个仿真实验平台，交互式设置障碍物的数量、大小、形状、位置等初始信息，机器人运用该算法在多障碍物、不同路障环境下，都能较好地实现机器人避障，验证了算法的有效性。关键词：水下机器人；路径规划；多障碍物避障；模糊算法；未知环境中图分类号：TP242．3文献标识码：A文章编号：1001—3881(2014)3—001—4ResearchonPathPlanningofUnderwaterRobotBasedonFuzzyAlgorithmW

3、ANGMeiting，LULiuyan，QIYongfeng，LVXuezhi，JIANGWei，LIShengquan(CollegeofEnergyandPowerEngineering，YangzhouUniversity，YangzhouJiangsu225127，China)Abstract：Aimingatthecomplexityanduncertaintyofworkingenvironmentsofunderwaterrobot，inordertoimprovethecapaci—tyofinteractingwiththeexternalenvironment

4、andautonomousnavigationforautonomousunderwaterrobot，alocalpathplanningstrate—giesofunderwaterrobotcombinedline-of-sightnavigationprincipleswithfuzzycontrolalgorithminanunknownenvironmentwaspro-posed，andreal—timeobstacleavoidancewasachievedbytherobot．Obstaclesandtargetinformationwithinacertain

5、rangewasobtainedbyusingtherangingsonarandshortbaselinesystemtodetecttheenvironment．Thedeflectionangleoftheunderwaterrobotwasreal—timeadjustedbyadoptingafuzzycontroller，andthentheobstaclescouldbeeffectivelyavoidedtoreachthepredeterminedtargetpointbytherobot．Finally，asimulationexperimentalplatf

6、ormbasedonsimulationbyMATLABwasbuilt．Thenumber，sizes，shapes，andlocationsofobstacleswereinteractivelyset．Therobotcanavoidmultipleobstaclesindifferentroadenvironmentsbyadoptingthefuzzyalgorithm，whichverifiesefectivenessofthealgorithm．Keywords：Underwaterrobot；Pathplanning；Multi—obstacleavoidance

7、；Fuzzyalgorithm；Unknownenvironment水下机器人是一种工作于水下的极限作业机器依据障碍物的不同形状大小，采用不同方式求取人，由于水下工作环境具有复杂性和不确定性，提高机器人与障碍物之间距离以及目标点、机器人与障碍自主式水下机器人智能化的关键环节——路径规划研物三者之间的夹角。此外，在MATLAB仿真中，究显得尤为重要。常用的局部路径规划算法有势场根据障碍物特征，对模糊控制规则表进行修改：障碍法、A算法、栅格法及模糊算法¨。。考虑到水下物较小时，以路径