摘要：水下机器人技术是机器入学中的一个重要分支，广泛应用到水下目标搜索、水下地图构建、水下资源探索等诸多领域。路径规划问题作为水下机器人研究中一个关键的课题，它解决水下机器人如何在环境中找到一条合理的航行路径问题。本文针对水下机器人路径规划问题展开研究，利用人工势场算法实现静态和动态环境中的路径规划，并通过仿真验证证明了所提出理论及方法的有效性。论文主要研究内容包括：首先对水下机器人路径规划的研究现状和发展趋势进行分析；其次，介绍人工势场算法的原理；接下来，通过一系列的仿真实验对所提算法的性能进行研究；最后，对本文进行总结和展望。

关键词：水下机器人，人工势场，避障，路径规划

目录

摘要

Abstract

1 引言-4

1.1 水下机器人路径规划技术概述-4

1.2 人工势场路径规划方法-4

1.2.1 人工智能路径规划方法-5

1.2.2 分层次路径规划技术-7

1.2.3 基于数字海图的路径规划方法-7

1.2.4 考虑海流影响的路径规划方法-8

1.3 本文的主要研究工作-8

2 基于人工势场的路径规划技术-10

2.1 引力势场建模-10

2.2 斥力势场建模-11

2.3 空间合成势场-13

2.4 一种新的势场函数设计-13

2.5 局部最小问题研究-14

3 基于人工势场的水下机器人路径规划仿真-16

3.1 二维平面工作区域中的人工势场-16

3.2 静态环境下路径规划仿真-17

3.3 动态环境下路径规划仿真-19

3.4 局部最小点问题的一种解决方法-23

3.5 本章小结-25

4 总结和展望-25

4.1 总结-25

4.2 展望-26

参考文献-28

致谢-29