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申请/专利权人：西北工业大学;西北工业大学深圳研究院

摘要：本发明涉及一种基于改进Dubins曲线的水下航行器编队方法，令水下航行器群同时入水，后以同样的加速度达到巡航速度并保持该巡航速度直至下潜到目标水平面，此时使用改进后的Dubins曲线方法进行路径规划，最终达到集群编队生成的目的。使用本发明的路径规划方法可以在不改变速度的情况下使得所有航行器同时到达指定目的地，达到编队生成的目的。大大降低了水下航行器集群编队生成过程中对每个航行器速度进行监控调整的需求，从而极大提高了水下航行器编队生成的效率，因此可以广泛在工程上应用于解决编队生成的实际问题。

主权项：1.一种基于改进Dubins曲线的水下航行器编队方法，其特征在于步骤如下：步骤1：所有参与编队的水下航行器同时入水，以以相同的速度方向、相同的加速度加速至巡航速度v，使得各水下航行器下潜的的航迹长度相等且位于同一平面；步骤2：将水下航行器以巡航速度v进行螺旋下降，下降至与需到达的目的地同一高度的水平面，计算航行器延圆柱螺旋下降的航迹长度x1；步骤3：将航行器的路径规划转为二维平面上的路径规划，以改进Dubins曲线进行路径规划，计算出此时的最短航迹长度Xm和最长航迹长度XM，步骤3-1：以航行器为一质点，转化到二维平面上来，其位置为O0,0，目的地位置为Oexe,ye，边界位置为x＝-b，记最小转弯圆的圆心应为Orxr,ye-r；步骤3-2：最小转弯圆的圆心与目的地所在位置为的横坐标之差的绝对值为：x＝xe-xr，x≥0步骤3-3：最短航迹Xm：当xe≥x≥0时，航行器直接朝着目的地出发，而后再直线行驶，此时最短航迹Xm为： 最长航迹XM：当xe+b≥xxe时，航行器先朝着远离目的地的方向出发，再向着目的地直线行驶，最长航迹XM为： 步骤4：计算最小转弯圆圆心坐标，给定航迹长度在最短航迹与最长航迹之间即Xm≤X≤XM：步骤4-1：令以xr,yr为圆心，r为最小转弯半径，计算此时的航迹长度X2；步骤4-2：以给定的航迹长度与计算所得的航迹长度作差，作为判定是否满足航行器达到目的地的要求：|X-X2|≤ε其中：ε为给定精度；满足步骤4-2的要求时的xr,yr为最小转弯圆的圆心坐标；步骤5：以给定初始位置x0,y0,z0、到达的位置xe,ye,ze和最小转弯圆的圆心坐标xr,yr,zr,得到每一个水下航行器的运动轨迹图。

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