大尺度环境下水下航行器的一体化多目标建模与优化及最优轨迹创成方法

项目名称： 大尺度环境下水下航行器的一体化多目标建模与优化及最优轨迹创成方法

项目编号： No.51379198

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 水利工程

项目作者： 严天宏

作者单位： 中国计量学院

项目金额： 80万元

中文摘要： 随着自主式水下机器人(AUV)的发展，无疑将成为未来海洋监测和调查的主要有效工具，因此复杂化与服役环境的恶劣化与极限化趋势越来越明显。为了保证其工作中可靠性与稳定性，不仅要求在设计与制造中要严格保证子系统或部件具有良好的性能，而且要在系统工作中保持最优的效能。目前AUV 正常工作必须依赖母船支持，综合费用大、耗能高、工作范围小、费时费力，是阻碍其广泛应用的一个主要瓶颈。本项目旨在探索可脱离外部支持框架的水下自主机器人，研究基于流固耦合动力学的一体化设计理论和最优轨迹创成方法以及进行水下编队的控制技术,在大尺度未知海底环境中实现长时间可靠自主导航。最终获得海洋力学环境下的流固耦合水动力学建模与一体化低阻设计方法，实现更远程的海洋监测。该方法不仅要满足计算复杂度要求，也兼顾设计的高效性。为检验上述方法，对上一代AUV样机进行优化升级，研制新AUV 功能样机，并在近海海域开展大尺度水下导航实验。

中文关键词： 水下航行器；水动力性能及优化；自主导航；即时定位与地图构建；姿态控制与路径规划

英文摘要： With the development of autonomous underwater vehicle (AUVs), they will undoubtedly become the main effective tool for future marine monitoring and investigation, so the trend of system complexity, the harsh and extreme service environment for AUV is incr

英文关键词： Underwater Autonomous Vehicles(AUV)；Hydraulic Characteristics & Optimization；Autonomous Navigation；Simultaneous Localization and Mapping (SLAM)；Attitude Control & Trajectory Planning