一种自主/遥控水下机器人共享控制方法

简介

结合自主控制和操作人员遥控的共享控制是自主/遥控水下机器人(Autonomous and Remotely operated underwater Vehicle,ARV)研究的重要问题。面向ARV的环境探索任务,针对ARV艏向角的共享控制,提出一种基于多目标优化的共享控制方法。根据服从操作人员控制意图、提升ARV安全性、降低操作人员操作复杂性并优化ARV运动路径的要求,将ARV艏向角控制命令作为决策变量,分别设计了服从度、自主度和稳定度三个目标函数;根据栅格地图表示的局部环境中障碍物的分布信息设计了艏向角控制命令的安全性评估函数,并由安全性评估函数确定约束条件;根据目标函数和约束条件将ARV艏向角的共享控制转化为多目标优化问题,并使用最小最大法求解以得到最优的共享控制命令。基于研发的ARV共享控制仿真环境对提出的方法进行了计算机仿真和评估,验证了所提出的方法的有效性。