基于IB-LBM与人工势场方法的2D机器蛇水中动态避障算法

• 作者: 周志昊 李东方 邓宏彬 高庆海
• 来源期刊: 无人系统技术
• 学科: 工学
• 关键词: 机器蛇 IB-LBM 人工势场 避障 蜿蜒运动步态 自适应控制
• 年，卷（期）: 2018,（3）
• 所属期刊栏目: 技术研究
• 页码范围: 29-37
• 页数: 9页
• 分类号: TP242
• 字数: 4790字
• 语种: 中文

摘要

为了研究多冗余度、多自由度的机器蛇水下环境适应能力,针对机器蛇水下动态环境中避障控制以及路径规划的问题,提出了基于人工势场与IB-LBM(Immersed Boundary Method-Lattice Boltzmann Method)相结合的2D机器蛇水中动态避障算法.算法首先根据实际水流情况,采用LBM方法构建带有障碍的2D水下流场模型,并结合现有的蛇形曲线运动模型,引入IB方法搭建出2D机器蛇水中流固耦合模型,然后对水下运动的障碍和机器蛇加入人工势场法引力与斥力的作用,通过改变障碍影响距离、机器蛇尾部摆动振幅、机器蛇尾部摆动频率、障碍点斥力系数、目标点引力系数、水流雷诺数、动态障碍运动速度等重要参数,研究机器蛇对水中动态障碍的避障能力和避障效率.利用MATLAB多次仿真求取机器蛇水中动态避障的最优解.仿真结果表明,当各项参数适当时,该动态避障算法能够使机器蛇有效避开水下环境中动态障碍而到达目标点,为未来实现机器蛇水下监测创造了条件,有重要的理论和实验意义.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	邓宏彬	北京理工大学机电学院	18	137	6.0	11.0
2	周志昊	北京理工大学机电学院	2	0	0.0	0.0
3	高庆海		2	0	0.0	0.0
4	李东方	北京理工大学机电学院	5	13	3.0	3.0