A Survey on Formation Control Algorithms for Multi-AUV System

* Authors: [[Xin Li]], [[Daqi Zhu]], [[Yuang Qian]]

初读印象

comment:: 随着自主水下航行器 (AUV) 应用技术的发展，多个AUV的编队控制已成为世界范围内的研究热点。本文首先将控制方法概括为: 虚拟结构法、基于行为的方法、领导者-跟随者法和人工势场法。其次，根据该领域的研究和发展现状，分析了地层控制特别是多AUV系统的特殊性和不同点。关键技术问题归纳为三个方面: AUV的动态复杂性问题; 环境复杂性问题; 严重的水下通信约束问题。最后，讨论了多AUV系统的主要发展趋势。

Inroduction:: 主要讲了编队从无人机和路上的规划移植到水下的有部分不适。

Algorithms::

  • 虚拟结构方案：编队效果好，但是动作固定，刚性体的结构动态能力差。
  • 基于行为的方法：该方法将编队任务分解为机器人的一系列基本行为。
  • 人工势场法：这种方法的基本思想是车辆在类似于由正电荷和负电荷产生的电场的力场中移动。
  • 领航-跟随者：领导者跟踪预定义的参考轨迹，而跟随者则根据预定义的方案跟踪领导者状态的进行队形保持或者变换。

Main Technical Problems::

  • Auv的动态复杂性问题: 使用近似模型代替或者解耦动力学
  • 环境复杂性问题：洋流的影响
  • 严重的水下通讯约束问题：

展望::

  • 多AUV系统分布式控制器的鲁棒性设计具有挑战性，将成为未来研究的重点
  • 因此，有必要建立具有强容错性的广义3D模型来处理不确定性和约束。
  • 集成式编队控制方法通过将一些相关方法集成在一起以呈现新的特征来弥补现有算法的缺点。
  • 未知、动态环境下多机器人的合作问题 ，以及基于数学的编队控制技术，人工智能结合现代控制理论和技术的发展。

参考文献

[1] Li X, Zhu D, Qian Y. A survey on formation control algorithms for multi-AUV system[J]. Unmanned Systems, 2014, 2(04): 351-359.