[发明专利]在未知复杂海底地形环境中的自主水下机器人避碰方法

摘要

本发明涉及在未知复杂海底地形环境中的自主水下机器人避碰方法，包括以下步骤：水下机器人对采集的声纳图像数据进行处理，得到障碍目标；根据障碍目标在声纳图像中所处的区域位置，实时确定AUV避碰行为。本发明环境感知虚警率低。获取前视声呐图像，采用图像处理方式感知障碍，提高了障碍识别的准确性。能够满足AUV在复杂海底地形环境中安全无碰的执行任务。保证AUV不发生近底碰撞，也不会出现底部丢失的问题。提高探测效率。保证AUV探测作业的航迹要求，重复覆盖或留白的情况少。

主权项

1.在未知复杂海底地形环境中的自主水下机器人避碰方法，其特征在于包括以下步骤：水下机器人对采集的声纳图像数据进行处理，得到障碍目标；根据障碍目标在声纳图像中所处的区域位置，实时确定AUV避碰行为；所述根据障碍目标在声纳图像中所处的区域位置，实时确定AUV避碰行为包括以下步骤：将声纳图像进行区域划分：声纳有效探测距离为3a米，以0‑a、a‑2a、2a‑3a划分将声纳探测距离分为近距离n、中距离m、远距离f的3个等级，定义‑A°至A°区域为中间区M，‑A°至‑B°区域为左区L，A°至C°区域为右区R；形成左侧近区域Ln，中间近区域Mn，右侧近区域Rn，左侧中区域Lm，中间中区域Mm，右侧中区域Rm，左侧远区域Lf，中间远区域Mf，右侧远区域Rf；根据障碍目标的坐标和声纳图像的区域坐标得到障碍目标在各区域的分布；当水下机器人的高度小于阈值时，左侧近区域Ln、中间近区域Mn、右侧近区域Rn中至少一个区域内有障碍目标时，则AUV执行避碰动作；否则，中间近区域Mn或中间中区域Mm有障碍目标，则AUV执行避碰动作；执行避碰动作，AUV以航行状态爬升，当坡度α＞θ，θ为AUV最大航行角度，则AUV垂直悬停爬升；当水下机器人高度h＞(3/4)*H时，H为高度计最大量程，若声纳图像所有区域均无障碍目标，则悬停下潜至避碰前原有的高度；否则，AUV执行水平面避碰行为。