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基于神经动力学的水下目标观测路径规划
  • ISSN号:1671-7953
  • 期刊名称:《船海工程》
  • 时间:0
  • 分类:TP183[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—控制理论与控制工程] TP249[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]上海海事大学水下机器人与智能系统实验室,上海201306, [2]上海海事大学信息工程学院,上海201306
  • 相关基金:国家自然科学基金(51575336)
中文摘要:

针对水下工程应用中的自治水下机器人目标观测的路径需求问题,提出基于生物启发神经动力学的路径规划方法,在二维栅格地图的基础上,建立二维生物启发神经网络模型,引入来自目标观测任务区域的激励信号和障碍物的抑制信号,任务区域能够全局地吸引机器人,障碍物对机器人具有局部排斥作用,从而使得机器人能够近距离观测目标。仿真结果表明,在未知的动态水下环境中,机器人能够有效规避障碍物,自主规划出目标观测路径和返航路径。

英文摘要:

A novel path planning based on bio-inspired neurodynamics for autonomous underwater vehicles ( AUVs) to carry out observation of underwater structures at close range was proposed. The model was topologically expressed in a 2D neural net-work based on a 2D grid map. In the model, the excitatory and inhibitory inputs to the neurons in the network were generated from the target surroundings of underwater structures and obstacles respectively. Obstacles locally push the AUVs away by nega-tive neural activity in the network, while the AUV was globally attracted through the positive neural activity to reach the target near surroundings of the objects. The AUV choosed its path from the dynamically changing activity landscape of the neural net-work to continue its observation mission. The simulation results showed that the proposed path planning is effective for AUVs to implement close-range observations of underwater structures with obstacle avoidance in an unknown dynamic underwater environ-ment, and it also can plan the path of the return voyage when missions are completed.

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期刊信息
  • 《船海工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:湖北省科学技术协会
  • 主办单位:武汉造船工程学会
  • 主编:范世东
  • 地址:湖北省武汉市武昌区和平大道1178号
  • 邮编:430063
  • 邮箱:chgck@whut.edu.cn
  • 电话:027-86551247 86544447
  • 国际标准刊号:ISSN:1671-7953
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1645/U
  • 邮发代号:38-500
  • 获奖情况:
  • 中国造船工程学会优秀活动项目奖中文核心期刊...
  • 国内外数据库收录:
  • 中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:5010