程建华，李鹏程，管 行，葛靖宇

(哈尔滨工程大学智能科学与工程学院，哈尔滨 150001)

0 引言

北极拥有极为丰富的自然资源，还是亚、欧、北美三大洲的延伸汇集地，有联系三大洲的最短大弧航线，具有极其重要的战略意义。由于北极地区被较厚冰盖覆盖，冰下航行是重要的战略手段，因此开展水下无人潜航器(Unmanned Underwater Vehicle，UUV)北极冰下航迹自主规划技术研究，对于提高我国载人/无人潜航器极区冰下安全航行能力，具有重要的实际意义和应用价值[1]。

UUV在实际的航行过程中，其运动过程较为复杂，所以规划出一条符合UUV运动状态的航迹难度较高。国内外虽有多项研究成果，如蚁群优化算法[2]、遗传算法[3]和人工势场算法[4]等，但这些航迹规划算法各有其局限性[5]。在复杂环境下，UUV的航迹规划是一个复杂的多约束问题[6]，且冰下航迹规划领域研究几乎为空白。航迹规划需要综合考虑地形碰撞约束、海冰碰撞约束、潜航器航行性能以及任务需求等各种因素，规划出一条符合上述所有约束条件的航迹。忽略约束条件或单纯强调目标搜索的规划方法很难适应UUV的真实运动情况[7]。

本文结合传统人工势场航迹规划算法的思想，将海底地形碰撞约束、海冰碰撞约束和UUV巡航高度约束重新编排为人工势场斥力约束，并给出了这三种约束的人工势场设计方法。将这些约束因素与A*搜索算法的代价函数组合，得到改进的A*冰下航迹规划算法。最后，通过仿真验证了该算法可生成满足任务需求的冰下航迹。……