基于群集智能的自主水下潜器导航规划方法研究

导航规划是自主水下潜器智能控制的关键技术之一，其主要任务是在对环境已知或部分已知的情况下，使水下潜器避开环境中的障碍物和危险区域，按照某些最优指标安全到达指定的位置。本课题拟基于自主水下潜器的实际运动特点和真实海洋环境信息，开展基于群集智能理论的自主水下潜器导航规划方法研究工作。通过设计大尺度非均匀分布数据插值算法，构建导航规划空间基础数据库，实现对导航规划空间的建模；深入分析海洋环境信息对水下潜器航行的影响，充分考虑水下潜器真实运动特点，对导航规划空间中任意航线的评估方法和任意点的评估方法进行建模；基于群集智能理论，设计水下潜器导航规划算法，构建仿真验证系统。本课题的研究成果为基于真实海洋环境信息的自主水下潜器三维空间导航规划问题寻求了一种新的解决方案，对水下潜器导航规划技术的发展起到积极的促进作用，具有一定的现实意义和应用参考价值。

导航规划是自主水下潜器智能控制的关键技术之一，其主要任务是在对环境已知或部分已知的情况下，使水下潜器避开环境中的障碍物和危险区域，按照某些最优指标安全到达指定的位置。“基于群集智能的自主水下潜器导航规划方法研究”项目以水下自主航行器为对象，重点针对导航规划空间建模方法、基于海洋环境信息的导航规划评估方法、基于群集智能的水下潜器导航规划算法开展研究工作。完成了大尺度非均匀分布数据插值算法设计、导航规划空间基础数据库构建、导航规划空间模型转换方法设计，就海洋环境信息对水下潜器的航行影响进行了分析，设计了导航规划评估模型，分别使用蚁群优化算法、弹性绳算法、粒子群优化算法、萤火虫算法进行了导航规划算法设计，并搭建仿真试验环境进行了试验分析，取得了较好的效果。.本项目从2011年1月起至2013年12月止，历史3年。项目组针对本项目主要研究工作累计发表学术论文15篇（EI收录14篇），进行国际会议报告9次，承办CSO2012国际会议SCSA2012分会1次，出版专著1部（待出版专著1部），申请国家发明专利14项（8项已授权），培养硕士研究生11人（2人已毕业）、博士研究生4人（3人已毕业），较好的完成了项目工作，取得了一定的学术成果和社会效益。