风帆构型波浪滑翔器局部路径规划研究

摘要：

风帆构型波浪滑翔器(sailboat architecture wave glider,SWG)是一种新型单体式欠驱动海洋观测平台.相较于传统波浪滑翔器,风帆构型波浪滑翔器以海洋可再生能源——风能与波浪能为动力,克服了机动性能弱和抗流能力差等缺点,有效实现持续动能转换,执行面向大范围海域快速巡航等任务.考虑到风帆构型波浪滑翔器对风场环境的依赖性,传统路径规划方法对风帆构型波浪滑翔器的适用性很低,因此提出了一种适用于风帆构型波浪滑翔器在风场环境下的局部路径规划算法.所提算法通过改进引力势场与斥力势场,克服了传统人工势场算法中机器人无法到达靠近障碍物的目标点和碰撞远离目标点的障碍物的缺陷.所提算法引入一种风势场,使所提算法针对不同风场规划出不同的路径,并且规划路径满足风帆构型波浪滑翔器的运动学约束.最后通过MATLAB仿真和海试实验,验证了所提出的局部路径规划算法对风帆构型波浪滑翔器的适用性.

关键词：风帆、波浪滑翔器、局部路径规划、风人工势场(WAPF)算法、海试

所属期刊栏目：23

分类号：TP242.6(自动化技术及设备)

资助基金：国家重点研发计划;山东省重点研发计划;天津市自然科学基金

在线出版日期：2023-09-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：10419-10426