3。2。2有故障情况下搜索多目标 14

3。3基于分区的三维搜索仿真 16

3。3。1基于分区的无故障情况下搜索多目标 16

3。3。2基于分区的有故障情况下搜索多目标 18

3。4仿真结果分析 22

4总结与展望 25

4。1总结 25

4。2展望 25

参考文献 26

致谢 28

1绪论

1。1课题背景与意义源G于J优L尔V论N文M网WwW.youeRw.com 原文+QQ75201`8766

众所周知，广袤的海洋占全球面积的71%，蕴藏着丰富的矿产资源、生物资源以及能源。同时，随着人类对资源的需求日益剧增，陆地表面可开发的资源日益匮乏，各国已经把目光聚焦于海洋，开发利用海洋资源已成为各国的重要战略目标，例如利用海洋生物资源发展海洋渔业、利用海洋矿产资源对海洋石油资源、大洋锰结核资源以及砂矿资源的勘探与开发、利用海洋空间资源发展海洋运输、船舶、和救捞业等等。然而，海底环境异常恶劣，因海水深度而导致的压力变化以及海流等因素的影响，对深海作业也是一个非常大的挑战。对于工作人员而言，深海作业存在一定的危险性，这就致使水下机器人的研究与

发展成为了历史的必然[1][2]。

1。2自治水下机器人（AUV）

水下机器人也称无人遥控潜水器（UnmannedUnderwaterVehicle,UUV），是一种具有智能功能的并工作于水下的极限作业机器人。水下机器人按其智能程度可以分为两类：一类是智能程度较低的缆控水下机器人(RemotelyOperatedVehicles，ROV)，其由水面上的工作人员远程遥控操作；另一类是智能程度较高的自主水下机器人(AutonomousUnderwaterVehicle，AUV)。另外，按使用目的可分为：水下调查机器人（观测、实验材料的收集等），水下作业机器人（水下焊接、水下建筑、水下切割等）；按活动场所，可分为：海底机器人和水中机器人[3]。

自治水下机器人，是指机器人在与母船没有任何物理连接，无人驾驶的情况下，依靠自身所携带的有限能源，智能自主地完成复杂海洋环境中预定任务的机器人。由于噪声辐射小造价较低，隐蔽性好以及安全性高，已成为当今海洋观察和探测的重要设备。目前世界上共研制出70艘AUV，多次成功应用于海底石油与天然气、天然气水合物、大洋多金属结核和热液硫化物矿床等海洋矿产资源的探测。此外，自治水下机器人在商业方面的应用有：海岸和远海结构检查和修理、铺设电缆、海洋考察，在水雷搜索、冰下探测和水下作业方面[4][5]。

1。3目标搜索算法

目前西方许多工业发达的国家和我国都在大力研制AUV，而三维水下空间的侦查、搜索和识别则是水下机器人实现智能化作业的一个关键，其中自治机器人水下目标搜索策略、自助避障则是水下机器人研究的基础和核心。多AUV目标搜索是AUV根据环境的信息规划出一条有效的搜索路径,寻找区域内的所有未知目标。因此目标搜索的关键就是要确定一条有效的搜索路径，使AUV能够快速的发现未知目标，又能根据实时的环境信息调整路径，躲避障碍物。目标搜索的方法有很多，采取哪一种搜索方法还需要根据目标的大

小、场景情况、海流的流向以及AUV航行能力综合考量、确定[6][7]。早期关于搜索算法的研究主要针对于单个机器人，以下是针对单机器人的部分目标搜