朱佳莹，高茂庭

上海海事大学 信息工程学院，上海 201306

海洋资源已经成为人类开发的重点，但复杂的海洋环境对人类水下作业有着极大的限制，水下机器人正在成为海洋作业的主角，自主式水下机器人（Autonomous Underwater Vehicle，AUV）依靠自身携带的能源进行水下作业。由于在整个过程中无法补充能源，因此利用路径规划与安全避障技术对AUV 导航控制，是其能否精确、安全和完整地完成水下作业的关键。AUV路径规划问题已经成为了一个研究热点[1]，主要涉及两方面问题：一是对海洋环境进行三维建模；二是选取合适的算法进行全局路径规划。

海洋环境建模主要有两类方法：一类是规则地形模型，主要利用正方形、矩形等规则形状进行组合来表示海底表面；另一类是不规则地形模型，将三角形、多边形等不规则形状作为模型单元的基础[2]。文献[3]使用Voronoi图法简化三维水下环境，生成全局路线图；文献[4]将Delaunay 三角模型应用于被测地标，建立拓扑模型。文献[5]利用八叉树模型来反映AUV 工作环境，但主要应用于较大障碍物之间的路径规划，不适合存在许多小障碍物的环境；文献[6-7]不考虑水深，将三维空间简化为二维栅格模型，节省了空间，但却丢失了环境信息；文献[8-9]将三维空间划分为若干平面，然后利用二维栅格模型将每个平面栅格化，有效实现三维栅格建模。综上，文献[3-4]使用不规则地形模型，虽然能够真实地反映环境信息，但计算较复杂，占用较多空间。文献[5-9]采用规则地形模型，简单、计算量小，适用于三维路径规划问题，其中的栅格模型更适合与各种智能算法相结合。……