基于最小Snap的UUV轨迹优化方法

摘要

为了解决无人水下航行器(UUV)多项式轨迹大幅偏移原直线路径的问题,保证其能平稳且安全地通过障碍物区域,提出了一种基于7阶最小Snap的UUV多项式轨迹优化方法。首先在A*算法生成的初始路径基础上,根据预瞄线原理选取轨迹优化的参考点,然后拟合2种不同等式约束下的最小Snap轨迹,并且在具有连续约束的轨迹中增加中间平衡点进行偏移优化,同时设定评估指标来评价优化前后的偏移程度,最后在构建的障碍物环境中进行仿真试验,得到在时间一致约束下的3种不同轨迹。仿真结果表明,0约束下的轨迹虽然具有无碰撞保证,但是依然为折线轨迹,具有连续约束的轨迹虽然较平滑,但存在较大偏移,优化后的方法可以生成一条平滑且偏移量更小的轨迹。