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面向多目标搜索的多UUV协作机制及实现方法研究的开题报告
一、选题背景及研究意义
随着无人水下航行器(UUVs)技术的不断成熟，UUVs的应用场景越来越多，如海洋资源勘探、环境监测、海底地质勘探等。在这些应用中，需要UUVs协同完成复杂任务。多目标搜索是UUVs协同工作中的重要任务之一，其主要目的是在给定区域内发现和追踪多个目标，如船只、海洋生物等。然而，由于UUVs的自主性和无人操作特性，多目标搜索任务的实现面临着复杂的挑战，例如任务调度、路径规划和协作控制等问题。
因此，本研究旨在提出一种面向多目标搜索的多UUV协作机制，并探究其实现方法，以提高UUVs协同完成多目标搜索任务的效率和可靠性。
二、研究内容及方法
本研究计划完成以下内容：
1.深入研究多目标搜索任务的特点和UUVs协同工作的原理和机制；
2.基于多目标搜索任务的特性，设计一种面向多目标搜索的多UUV协作机制，并提出相应的算法和协议；
3.在模拟环境下对多UUV协作机制进行仿真实验，并通过实验数据分析和比较，评估其效果和性能；
4.基于仿真实验结果，进一步完善和优化多UUV协作机制；
5.基于实际场景，对设计出的多UUV协作机制进行验证实验，并对实验结果进行分析和总结。
本研究采用的方法包括文献调研、理论分析、仿真实验和验证实验。通过综合计算机科学、控制工程和海洋科学的知识，设计和验证一种有效的多UUV协作机制，以提高UUVs协同完成多目标搜索任务的效率和性能。
三、预期研究成果
本研究预期取得以下成果：
1.提出一种面向多目标搜索的多UUV协作机制，包括算法和协议；
2.完成多UUV协作机制的仿真实验，并评估其效果和性能；
3.针对仿真实验结果进行优化，进一步提高多UUV协作机制的效率和可靠性；
4.完成基于实际场景的验证实验，并对实验结果进行分析和总结；
5.论文发表。
四、研究进度安排
第一阶段（2周）：开题报告，确定研究方向和内容，细化研究问题和目标。
第二阶段（4周）：文献调研，对多目标搜索任务和UUVs协同工作相关领域的基础理论和技术进行研究和分析。
第三阶段（6周）：设计面向多目标搜索的多UUV协作机制，分析其实现方法和过程，制定相应的算法和协议。
第四阶段（6周）：完成多UUV协作机制的仿真实验，评估其效果和性能，并基于仿真实验结果进行优化。
第五阶段（8周）：完成基于实际场景的验证实验，对实验结果进行分析和总结，撰写论文。
五、参考文献
[1]程旸,马小平.无人水下航行器协同制导控制技术.自动化学报,2013,39(6):789-807.
[2]王荣泽,王军,周志民.面向全局最优的水下机器人多目标搜索路径规划.自动化学报,2014,40(8):1554-1564.
[3]LiT,LiangP,LuR.DistributedBayesianreasoningfortargettrackinginunderwatersensornetworks.IEEETransactionsonIndustrialInformatics,2016,12(3):1053-1063.
[4]ZhangQ,ZhouR,LiuY,etal.Developmentofasystemforunderwatertrackingandtargetdetectionwithmultipleautonomousunderwatervehicles.OceanEngineering,2019,180:138-150.
[5]ZhengJ,YanJ,ZhangK,etal.Consensus-basedcoveragecontrolformultipleAUVsin3Dunderwaterenvironmentwithunknowntargetdistribution.IEEERoboticsandAutomationLetters,2019,4(2):608-615.