Управление подвижными объектами и навигация

Метод выбора энергоэкономичного пути обхода сложного препятствия автономным необитаемым подводным аппаратом

Л. А. Мартынова, А. А. Павлов

АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», Санкт-Петербург

Аннотация: Для выбора пути обхода сложного препятствия разработан метод, основанный на данных батиметрических и физических карт Мирового океана. Определены условия применимости батиметрических и физических карт с мезорельефом для формирования пути обхода. Для перехода от макро- и мезорельефа к микрорельефу предложено использовать алгоритм Кригинга; на примере показана его работа. Для определения наиболее энергоэкономичного пути обхода сложных препятствий предложено рассматривать сетку глубин в виде ориентированного взвешенного графа. Определены условия соответствия кратчайшего пути на графе наиболее энергоэкономичному пути. Разработан алгоритм перебора вариантов пути обхода с отсечением, базирующийся на алгоритме «поиска на графе в глубину». На примере обхода сложного препятствия показано преимущество использования предложенного метода выбора варианта обхода препятствия по сравнению с традиционно предлагаемыми обходами сверху или сбоку препятствия. Приведен пример использования разработанного метода для определения наиболее энергоэкономичного пространственного пути обхода сложного препятствия. Результаты проведенных численных экспериментов подтвердили правильность предложенного решения: сокращение пути для рассмотренного варианта препятствия составило 15–20%, что позволяет реализовать предложенный метод выбора энергоэкономичного пространственного пути обхода сложного препятствия в системе управления автономного необитаемого подводного аппарата.

Ключевые слова: автономный необитаемый подводный аппарат, рельеф дна, батиметрическая карта, алгоритм Кригинга, поиск кратчайшего пути на графе, энергоэкономичный путь.

УДК: 004.896
ББК: 32.965.07

Поступила в редакцию: 19 мая 2024 г.
Опубликована: 30 сентября 2024 г.

DOI: 10.25728/ubs.2024.111.11