水下無人潛航器集群發展現狀及關鍵技術綜述

張偉， 王乃新， 魏世琳， 杜雪， 嚴浙平

(哈爾濱工程大學 自動化學院，黑龍江 哈爾濱 150001)

水下無人潛航器(unmanned underwater vehicle，UUV)從20世紀60年代[1]誕生以來，經歷了很大的發展。從最初的遙控潛器 (remolely operated underwater vehicle,ROV) 發展到無人無纜并有一定自主性的AUV (autonomous underwater vehicle)。AUV不依賴母船提供動力、機動性強、活動范圍大、作業效率高等特點[1]使其逐步成為各國研究者的主要研究對象，其各項技術得到了很好的發展，并在海洋資源勘探、偵查監視、反潛等民用和軍事領域得到了很好的應用。

隨著UUV技術日漸成熟，它所面臨的任務的難度和復雜度也有很大提升，單一UUV已不能滿足需求的發展。這就使多UUV以集群的形式互相協作執行任務成為了UUV發展的必然方向，同時也對UUV任務規劃、路徑規劃等關鍵技術提出了新的要求，并促進了集群智能、編隊控制等適應集群發展方向的技術的應用。

相比于單體UUV，集群有以下突出優勢[2]：1) 集群系統利用單體自主性能夠實現集體決策以及群體級穩態;2) 集群系統可擴展性很高，個別群內成員的增減不會對系統造成決定性影響;3)由于集群系統具有高度可擴展性和穩定性，所以集群系統魯棒性較強；4) 集群相比于個體最突出的特點是能夠完成個體無法獨自完成的任務。本文將重點介紹UUV集群的發展現狀和關鍵技術，為其將來的發展提供參考。

1 主要的UUV集群項目

1.1 軍事領域

各國對UUV的研究正在向集群化的方向發展，并已被應用在軍事領域。2016年英國在“Unmanned warrior” 軍事演習中直觀的展現了UUV集群在軍事作戰中的關鍵作用和未來潛力。……