到目前为止,虽然AUV路径规划研究已经在世界范围内得到广泛的关注,并取得了一些进展,但远远没有形成AUV水下路径规划和安全导航理论,也没有看到任何实用的AUV水下自主路径规划和避障软件产品出来;国内AUV路径规划研究成果较少,基本处于起步状态。
与一般地面移动机器人相比,水下机器人路径规划研究面临更多的问题,具体表现在以下五个方面:
(1)环境复杂:水下机器人的工作环境通常是一个未知的、复杂的、动态变化的三维水下空间,比地面环境更复杂和危险,如水流的影响和动态障碍物的突然出现等。 因为AUV没有线路电缆连接到水面,在这种环境下航行,其安全面临更大的挑战;
(2)水下通信难度大:水下环境不能应用地面和空间的成熟通信技术,AUV水下实时、远距离和高速通信现仍然存在很多技术障碍;
(3)环境感知更困难:与陆地和空中机器人相比,水下机器人难以察觉水下环境,能用的传感器数量少,传感器信息噪声更多;
(4)多约束:机器人运动具有几何约束和物理约束(几何约束是指机器人的形状约束,物理约束是指机器人的速度和能量等),众所周知,AUV 在水下的环境不如比土地或空中机器人受到的约束大得多;
(5)多任务智能规划:水下机器人的路径通常与其任务密切相关,其路径规划往往不仅仅是从起点到最后,而是根据具体需要制定不同的规划,如大面积水下地形检测 ,海底沉船,火山等目标的观察,这些都在机器人上提出了更高的智能化要求。由于上述困难,AUV路径规划技术发展相对落后,研究成果有限,还有很多问题需要克服,AUV的智能性亟待提高。