3、水下机器人导航与协作：从理论到实践的探索

水下机器人导航与协作：从理论到实践的探索

水下机器人导航的挑战与机遇

水下机器人导航是一个极具挑战性的领域。由于水下能见度通常有限，且缺乏具有明显结构的物体，特别是在海底和水面之间的区域航行时，这使得导航的实施变得更加困难。这些问题导致了海洋机器人领域中“导航”这一术语与其他机器人领域的定义有所不同。

目前，水下机器人导航，主要是指对位置、方向和运动参数的估计，仍然是最具挑战性的问题之一。文献中发表的所有解决方案通常都直接与特定的任务场景相关，并不适用于所有类型的任务。那么，使用一组自主海洋机器人是否能在导航技术方面带来益处呢？

乍一看，人们可能认为强大可靠的导航概念是实现水下机器人团队的前提条件。然而，将多个机器人引入任务的想法将为水下导航带来新的机会，这些机会远远超出了单个机器人的能力范围。可以说，导航是任何移动系统自主行为的前提条件，因此也是实现团队协作的前提条件，但同时，团队的建立也可以首先使适当的导航成为可能。导航和团队行为这两个方面可以相互依赖。

研究范围与核心观点

本研究的范围是提供海洋机器人导航技术的概述，重点关注至少由两个机器人组成的团队。研究涵盖了合作导航、最优传感器放置以及两者的结合等领域，并提出了一个新的概念和符号。

核心观点在于，虽然导航解决方案的可用性是任何自主机器人场景（无论是单个还是团队模式）实际实现的前提条件，但机器人团队的存在也为获取新的导航解决方案提供了途径，这些解决方案远远超过了单个机器人的可能性。这可能是使用机器人团队的一个理由，尽管使用机器人团队起初总是会增加成本和工作量，但它有可能为导航提供新的方法。

研究结构与内容概述

本研究