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基于能耗的水下机器人实时运动规划方法研究的开题报告
一、选题背景及意义：
水下机器人作为一种新型的海洋智能装备，被广泛应用于海洋研究、海洋资源勘探、水下救援等领域。水下机器人的应用主要依赖于其航行性能。航行性能包括机器人的机动性和平衡性能。水下机器人在深海环境下，具有极高的耗能率，因此能耗往往成为水下机器人工作时的关键问题。减少能耗是保证水下机器人长时间工作的重要条件。在保证水下机器人运动轨迹的同时，降低能耗，提高运动规划的效率，成为水下机器人运动规划的重要研究方向。
二、研究目的：
本文旨在提出一种基于能耗的水下机器人实时运动规划方法，以达到在满足机器人运动轨迹的同时，减少能耗，提高机器人的工作效率。
三、研究内容：
1、水下机器人运动规划方法研究；
2、分析水下机器人工作环境及运动规划需求；
3、研究基于能耗的水下机器人实时运动规划方法；
4、基于实验验证水下机器人实时运动规划方法的有效性。
四、研究方法：
1、文献梳理法：通过查阅相关文献，综述水下机器人运动规划技术的发展历程及现状；
2、数据收集法：收集水下机器人运行过程中的实时数据，进行分析，以寻找规律；
3、统计分析法：对收集到的数据进行统计分析，以验证运动规划方法的可行性；
4、仿真算法：采用适当的仿真算法，进行实际的运动规划和验证效果。
五、预期结果：
本文预期得出一种基于能耗的水下机器人实时运动规划方法，提高水下机器人的工作效率。通过模拟实验，验证该方法的有效性及优越性。
六、进度安排：
本文研究周期为一年，预计完成时间为2022年6月，安排如下：
前期调研及文献梳理：2021年6月-2021年8月；
数据收集及统计分析：2021年9月-2021年11月；
基于能耗的水下机器人实时运动规划方法研究：2021年12月-2022年2月；
仿真算法及实验验证：2022年3月-2022年5月；
论文撰写及答辩准备：2022年6月。
七、研究难点：
1、如何选取合适的数据，尽可能真实反映水下机器人的运行过程；
2、基于能耗的运动规划方法难度较大，如何实现能耗与运动轨迹的权衡；
3、找到一种既能保证实时性，又能保证准确性的仿真算法。
八、参考文献：
1.高照芳,张建晖.基于模型预测控制的水下机器人运动控制研究[J].自动化学报,2014,40(2):279-292.
2.余华武,张笨伟,刘娜.基于全局路径规划的AUV路径跟踪算法[J].哈尔滨工程大学学报,2009,30(5):655-659.
3.邓光华.水下机器人技术现状和发展分析[J].海洋技术,2009,28(6):1-6.