[发明专利]一种水下航行器的避障方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种远程水下航行器的航迹规划方法，属于水下航行器控制与路径规划领域，具体涉及一种水下航行器的避障方法。

背景技术

远程水下航行器在自主航行时，需要根据所探测到的障碍物情况进行其航向的机动调整，保证远程水下航行器自身的安全，并能够安全抵达目标点，必须采用适应性强的航迹规划方法。

近年来，在水下航行器的航迹规划和航迹控制领域，已取得一些研究成果，但对于远程水下航行器航向调整得决策的研究，国内外研究并未发现。

发明内容

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种水下航行器的避障方法，对远程水下航行器的航迹进行调整与规划，满足远程水下航行器安全航行至航路点的需要。

一种水下航行器的避障方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：根据水下航行器探测到的障碍物的情况，将位于水下航行器中轴线两侧的障碍物分为第1类，位于水下航行器中轴线上的障碍物分为第2类；

步骤2：计算水下航行器与障碍物之间的距离对应每个语言变量的隶属度，

d为障碍物与水下航行器的距离，{“近”，“较远”，“远”}为该距离的语言变量；

步骤3：计算水下航行器中轴与障碍物之间的角度对应每个语言变量的隶属度

Φ为障碍物与水下航行器中轴的角度，{“小”，“较小”，“较大”，“大”}为该角度的语言变量；

步骤4：定义水下航行器避开障碍物角度的语言变量为ψ_avd，其取值为{“小”，“较小”，“较大”，“大”，“很大”}，利用下表所示的模糊规则，计算每条规则的推理结果C′_n；

第1类的模糊规则共12条，分别为

第2类的模糊规则共12条，分别为

利用下式计算水下航行器避开障碍物角度的隶属度函数

步骤5：根据前提“水下航行器与障碍物之间距离为d、障碍物与水下航行器中轴的角度为Φ”和每条模糊规则采用Mandani推理法得到推理结果C′_n，n＝1…12的隶属函数

其中，∧为MIN，取最小值，n表示规则序号；

步骤6：综合所有模糊规则推理结果C′_n得到最终结论C′，其计算方法为：

其中，∨为MAX，即取最大值；

步骤7去模糊化：计算水下航行器避开障碍物的精确角度

ψavd=∫ψavdμC′(ψavd)dψavd∫μC′(ψavd)dψavd.]]>