7、海洋机器人导航、制导与控制技术解析

海洋机器人导航、制导与控制技术解析

1. 海洋机器人运动控制分类

海洋机器人的运动控制可分为三类：
- 时空轨迹跟踪 ：路径上的点必须在给定时间到达，与“时空”概念相关。
- 轨迹跟踪 ：要求机器人精确跟踪预定轨迹，对时间有一定要求。
- 路径跟随 ：类似于轨迹跟踪，但不引入时间约束，机器人只需沿着定义的路径行驶，速度和到达路径终点的时间无关紧要，属于“空间”范畴，这种分类也适用于水下海洋机器人的运动控制。

2. 海洋机器人模型

海洋机器人的动力学系统可视为三个子系统的顺序组合，具体如下：
|子系统|描述|输入|输出|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|执行器|包含所有可主动影响机器人运动的设备，如螺旋桨、推进器或舵|控制向量 𝛅 中的控制信号，如转弯速率或角度的设定值|输出向量 𝛕，包含作用于机器人的控制力和力矩|
|动态行为|受执行器输出的控制力和力矩以及外部干扰（如波浪、海流和风）的影响|控制力和力矩向量 𝛕、外部干扰力和力矩|速度向量 𝐯|
|运动学行为|基于速度输出机器人的位姿信息|速度向量 𝐯|位姿向量 𝛈，包含位置和方向，且会对动态行为产生影响|

下面是其流程的 mermaid 流程图：

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