基于模型预测控制的水下机器人动态目标跟踪控制

摘要

针对水下动态目标跟踪问题,研究了基于模型预测控制(MPC)的水下机器人跟踪控制方法.首先,对于多波束前视声纳图像所采集的图像,通过滤波去噪、阈值分割及特征提取处理,得到动态跟踪目标的位置信息;然后构建无迹卡尔曼滤波器预测动态目标的轨迹信息,通过与卡尔曼滤波器对比,体现了无迹卡尔曼滤波对动态目标预测结果的准确性;最后,应用模型预测控制器实现对动态目标的水下跟踪,解决了反步控制算法中速度超限的问题,使跟踪结果更加稳定可靠.实验与仿真表明所提动态目标跟踪控制方法有效可行.