動態(tài)威脅下的AUV在線航路規(guī)劃問題研究.pdf

1、水下無人潛器（簡稱AUV）是一種智能化的水下無人化裝備，可以被布置在重要海峽、海上主要通道、特殊海區(qū)等海域執(zhí)行特殊任務。AUV在航行過程中不可避免會遇到動態(tài)威脅，需要結合自身任務對周圍環(huán)境進行實時評估和在線航路調整以確保自身安全。因此，需要研究動態(tài)威脅下的AUV的在線航路規(guī)劃方法。
　　本文在深入分析貝葉斯理論基礎上，研究如何使用貝葉斯網(wǎng)絡進行運動威脅的運動狀態(tài)估計和威脅概率評估，并設計了一種基于狀態(tài)估計和威脅概率評估的在線航路規(guī)

2、劃方法。具體研究內容如下：
　　首先，詳細介紹了貝葉斯網(wǎng)絡的推理方法和濾波方法，并對水下運動體的運動模型進行了分析，推導出了動態(tài)威脅的運動模型和觀測模型。
　　其次，針對動態(tài)威脅的運動模型，設計了一種雙貝葉斯運動估計方法，首先利用觀測信息解算出運動威脅的速度大小和方向，并使用自適應貝葉斯估計算法估計出下一時間片中動態(tài)威脅的速度大小及其方向，在此基礎上使用無跡貝葉斯估計方法估計出威脅下一時刻的位置。相對于傳統(tǒng)的單級估計方法，雙

3、貝葉斯估計方法能夠更好的貼合威脅的運動模型，更加準確地把握威脅的運動趨勢。
　　再次，針對動態(tài)威脅運動的不確定性和高機動性，充分利用貝葉斯網(wǎng)絡推理在處理不確定性問題方面的優(yōu)勢，設計了一種基于模糊離散動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡的威脅概率評估模型，該模型可以為無人潛器的在線航路規(guī)劃提供威脅評估信息。
　　最后，利用模型預測控制中“場景預測——滾動窗口優(yōu)化——反饋初始化”的思想，充分利用雙貝葉斯運動估計和威脅概率評估的輸出結果，設計了一種基于