公开(公告)号：CN115480580B

公开(公告)日：2025-02-14

申请号：CN202211161234.5

申请日：2022-09-23

Applicant: 安徽大学

Inventor： 董翔 ,  何焰兵 ,  王宇 ,  王硕

IPC: G05D1/485 ,  G05D1/633 ,  G05D1/644 ,  G05D101/10

Abstract: 本发明涉及一种基于NMPC的水下机器人路径跟踪与避障的控制方法，包括：建立水下机器人的运动学动力学模型；计算出当前水下机器人的速度，估计出外部扰动；对水下机器人未来N个控制周期的运动状态进行预测，预测水下障碍物的短时间内的轨迹；对最优化问题进行求解并获得最优控制序列；声呐扫描周期结束，计算卡尔曼滤波器新的先验状态量与后验状态量，对水下障碍物的不确定性同样进行更新计算，否则不进行更新，保持不变；直至水下机器人进行路径跟踪且能完成避障。本发明采用改进的扩张状态观测器进行扰动观测，大大提升水下机器人抗干扰能力，运动的鲁棒性；使得水下机器人碰撞概率降低，缩短行驶距离且扩大了与障碍物的安全距离。

公开(公告)号：CN115480580A

公开(公告)日：2022-12-16

申请号：CN202211161234.5

申请日：2022-09-23

Applicant: 安徽大学

Inventor： 董翔 ,  何焰兵 ,  王宇 ,  王硕

IPC: G05D1/06

Abstract: 本发明涉及一种基于NMPC的水下机器人路径跟踪与避障的控制方法，包括：建立水下机器人的运动学动力学模型；计算出当前水下机器人的速度，估计出外部扰动；对水下机器人未来N个控制周期的运动状态进行预测，预测水下障碍物的短时间内的轨迹；对最优化问题进行求解并获得最优控制序列；声呐扫描周期结束，计算卡尔曼滤波器新的先验状态量与后验状态量，对水下障碍物的不确定性同样进行更新计算，否则不进行更新，保持不变；直至水下机器人进行路径跟踪且能完成避障。本发明采用改进的扩张状态观测器进行扰动观测，大大提升水下机器人抗干扰能力，运动的鲁棒性；使得水下机器人碰撞概率降低，缩短行驶距离且扩大了与障碍物的安全距离。