自主水下机器人深海热液羽流追踪仿真环境

作     者：田宇 李伟 张艾群 TIAN Yu;LI Wei;ZHANG Aiqun

作者机构：中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室辽宁沈阳110016 中国科学院研究生院北京100049 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(61075085 41106085) 机器人学国家重点实验室自主课题(2009-Z03) 

出 版 物：《机器人》 (Robot)

年 卷 期：2012年第34卷第2期

页      码：159-169,196页

摘      要：提出用自主水下机器人(autonomous underwateer vehicle,AUV)基于仿生行为追踪深海热液羽流,进而快速、精确定位海底热液喷口;并针对AUV追踪深海热液羽流的仿生控制策略研究需要,设计、实现了一个计算机仿真环境.首先介绍了基于AUV的深海热液羽流追踪和该仿真环境的模块化构成,然后给出了仿真环境中的流场和羽流仿真模块所采用的仿真模型及其高效的数值求解算法,和为便于蒙特卡洛仿真而设置的一组随机初始条件和边界条件,以及介绍了控制系统仿真模块采用的一种基于行为的模块化的AUV控制系统体系结构.该仿真环境体现了AUV追踪热液羽流的仿生控制策略研究的问题复杂性因素,包括流场非均匀和非定常,羽流分布不规则、不连续、空间尺度大,羽流轴线弯曲,以及羽流含有浮力上升部分和包含非守恒示踪物质,并且具有较好的可视化效果.同时,该仿真环境具有较高的计算效率,适合于实时仿真和蒙特卡洛仿真研究.分析和演示表明,该仿真环境满足研究需要,为AUV追踪深海热液羽流的仿生控制策略研究提供了有力的支持.

主 题 词：自主水下机器人 海底热液喷口定位 羽流追踪 湍羽流仿真 

学科分类：0808[工学-自动化类] 0809[工学-计算机类] 080202[080202] 08[工学] 0804[工学-材料学] 0835[0835] 0802[工学-机械学] 0811[工学-水利类] 0701[理学-数学类] 0812[工学-测绘类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3724/SP.J.1218.2012.00159

馆 藏 号：203242034...