基于改进人工势场的多UUV编队避障方法

摘要

针对多自主水下航行器（unmanned underwater vehicle,UUV）编队在水下未知环境协同避障时，易陷入局部最小值问题和编队分散而导致的编队通信丢失问题，提出一种基于改进人工势场法的编队避障策略来优化UUV的协同避障路径.首先，基于领航跟随法建立UUV之间的编队控制，采用指数形式的改进人工势场函数，解决传统形式的势场因势场突变而导致的紧急转向问题，同时在斥力场引入前向速度、偏离角度，并引入偏离度斥力结合修正角来优化最终避障控制指令，采用一种虚拟点导引法解决局部最小值问题.最后，兼顾编队影响，设计一种UUV的协同避障策略，优化队形偏离度与恢复队形时间.实验结果验证了本文算法在多UUV编队避障的有效性.

关键词

自主水下航行器编队 / 局部极小值 / 改进人工势场法 / 协同避障 / 队形恢复时间