水下智能机器人实时标图方法研究.pdfVIP

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1998正和船工寂第4期

“水下智能机器人实时标图方法研究

一

。

哈尔滨工程大学张汝波林德胜谢杰文顾国昌张国印

介绍了利用具有避碰能力的水下智能机器人进行环境标圉的方法在论述了水下机器人的避

碰策略之后，详细讨论了利用避碰声纳的探测距离进行区分自由空间和障碍物的方法，根据探测结

果用栅格法来描述机器人探测区域采用图象处理技求，对标图的结果进行噪声消除、特征提取等

处理，最终将障碍物的形状识别出来。文中培出了详细的仿真结果。．

关键词标图AuV识别5已札，u瑶／＼水’7乱攀J人＼

本文利用机器人的避碰功能来实现标图，即将

1引言时手书图避碰声纳探测到的信息实时地记录下来，然后用栅

水下智能机器人AuV(AutOTIO1TiOUSUnder格法将障碍物标出。文中首先介绍了标图的方法，然

waterVehicle)在海洋开发、水下作业、海底探测等后讨论对特殊图形的识别方法，并给出了仿真结果

领域具有广泛的应用前景。目前，世界上有近l0个

2标圉方法

国家的4O多个部门在研制军用和民用的Auv。如

美国新罕布什尔大学(uNH)的海洋系统工程实验2．1传感器配置

室开发了很有名的EAVEEAST自主式水下智能水下机器人用于实时避碰的传感器是声纳。它

机器人，并提出了一种用于控制自主智能机器人的不断地有哪些信誉好的足球投注网站障碍信息，并传递给规划算法使用。每个

层次体系结构。佛罗里达大西洋大学于199Z年开发传感器发出的声波都有一定的开角，在开角的范围

了名为海洋旅行者号AuV，利用海底对光的反射内，若有障碍物，就可被探测到。本文就是利用避碰

和吸收，对海底的地形结构进行探测。美国海军控制声纳进行标图

和海洋监视中心于1983年推出了自主式无人有哪些信誉好的足球投注网站传感器的配置直接影响到对环境的感知，一般

系统(AUSS)，用于执行课海海底有哪些信誉好的足球投注网站作业使命。加根据机器人的尺寸及任务要求，采用图1的配置方

拿大开发了两个具代表性的潜水器DOLPHIN和式。前方配置四个声纳，两侧各配置二个声纳，利用

ARCS。法国在1981年开发了一台用于海底摄影和这八个避碰声纳进行避碰和标图。

海底地形测试的自主式潜水器EPAULARD。俄罗

斯科雷洛夫造船研究所于1990年开发出一台无人

潜水器URAN一1。俄罗斯科学院远东海洋技术问题

研究所于1988年开发出一台无人潜水器MAKS-

2，用于水下调查和观察。

标图，其实质赣是机器人利用自身的传感器对

周围环境感知的一种表示形式，目的是要把障碍空圈1AuV避碰声纳的配置情况

间和自由空间区分开来，以建立环境地图模型机器2．2避碰策略

人对周围环境的感知，建立地图模型，是机器人导航动态避碰规划，是以全局规划为指导，利用在线

系统中非常重要的部分，并受到国内外学者的普遍得到的局部环境信息，在尽可能短的时间内，避开出

关注。环境感知的描述方法不同，传感器的配置也不现未知障碍物的过程。实际用于局部动态避碰的方

相同。对未知环境的描述方法，在感知初期通常用栅法主要是势场法。但势场法存在的缺点是容易产生

格法，但也有用Koh