USV&AUV水下目标协同搜索与打击航迹规划

吴宇¹，苏析超²，崔佳鹏¹，杨戈³

1. 重庆大学航空航天学院2. 海军航空大学航空作战勤务学院3. 中国船舶工业系统工程研究院

摘 要：异构载运工具合作执行复杂任务是提高任务完成效率的有效手段,已被广泛应用于军事与民用任务.关注对水下目标的搜索与打击任务,此项任务由水面航行器（unmanned surface vehicle, USV）与水下航行器（autonomous underwater vehicle, AUV）合作完成.首先描述USV&AUV系统的框架以及USV与AUV在系统中发挥的作用.在协同航迹规划模型中,整个任务被划分为目标搜索和目标打击两个阶段,两个阶段的目标分别是使得搜索空间最大和AUV与目标的末端位置误差最小.模型中的约束包括USV和AUV的机动能力、目标探测能力、通讯范围等.在协同策略的设计中,针对该任务两个阶段的特点,分别基于随机模拟实验和异步规划策略设计协同航迹规划算法,以集中式和分布式模式分别生成两阶段的航迹.仿真结果表明, USV&AUV系统能够在不同的条件下完成对水下目标的搜索与打击任务.在目标打击阶段,与集中式规划结构相比,分布式规划结构能够应对各种复杂的场景并成功完成任务.

关键词：载运工具;USV;AUV;协同航迹规划;异步规划策略;