海洋无人航行器智能自主控制

先进的海洋运载器自适应能力和自治程度正在得到不断提升，可以执行更高端的海上任务。远程遥控海洋运载器由于受到经济成本、人类现有操作技能的限制，在性价比方面已经不再具有优势。另外，水面和水下自主航行器在成本和人为操作干涉方面大幅度降低，有着巨大潜力。卡洛斯·C·因绍拉尔德著的《海洋无人航行器智能自主控制（精）》提出了一种智能控制体系结构（ICA），使得多个自主航行器能够协同工作，开展水下多平台交互式任务。ICA在本质上是通用的，因此适用于水面和水下航行器协同工作的研究，不同的自主航行器有潜在的互补能力，它们在执行复杂的任务时能够自动地协同工作。面向服务计算的灵活性和agent技术为ICA的实现奠定了基础。实体数据库能够获取操作者的技能、平台能力以及环境变化，捕获的信息作为知识存储，从而根据当前的状况对规划任务进行推理。ICA通过了仿真验证以及水下机器人编队的试验验证。本书还给出了ICA的详细结构、评价方案，不同作战任务下的仿真、试验结果，以及未来的研究方向。

第1章 绪论
1.1 背景
1.2 理由和动机
1.3 问题阐述
1.4 假设和研究目标
1.5 研究价值
1.6 本书的章节安排
第2章 现有机器人控制结构
2.1 单agent和多agent航行器
2.2 智能agent
2.3 基于agent的方法比较
第3章 智能控制结构
3.1 结构基础
3.2 分级控制
3.2.1 系统架构集成
3.2.2 自主水下机器人的分级
3.2.3 agent结构基础
3.2.4 agent分析
3.2.5 agent可靠性
3.3 知识表示
3.3.1 认知概念化
3.3.2 基础本体论
3.4 知识推理
3.4.1 基于内部信息的规划
3.4.2 基于需求的规划
3.5 基于功能驱动的全局规划
3.6 开发过程
第4章 智能控制结构设计
4.1 需求定义
4.1.1 系统概述
4.1.2 用户需求
4.1.3 系统需求
4.2 系统体系结构详述
4.2.1 AMR系统组件
4.2.2 低级功能和数据耦合
4.3 系统体系结构设计
4.3.1 服务描述
4.3.2 服务协议
4.3.3 面向服务的结构协作
4.4 agent设计
4.4.1 AMR系统功能概述
4.4.2 agent概述
4.4.3 局部规划的全局化
4.4.4 agent执行过程
第5章 智能控制结构实现
5.1 系统体系结构实现
5.1.1 机器人操作系统中间设备
5.1.2 服务媒介
5.2 系统体系结构整合
5.2.1 实体系统整合
5.2.2 虚拟系统整合
5.2.3 整合规划
5.3 运行环境
5.4 实例
5.4.1 海底勘测
5.4.2 目标操纵
第6章 智能控制结构评估
6.1 需求的可追溯性
6.2 系统测试
6.3 计算机仿真
6.3.1 仿真方法
6.3.2 方案A：无故障海底勘测
6.3.3 方案B：有故障海底勘测
6.3.4 方案C：无故障目标干预
6.4 海上验证试验
6.4.1 海试方法与步骤
6.4.2 领航者跟踪试验
第7章 结论和发展前景
7.1 结论
7.2 前景
7.3 发展趋势
附录A 实体核心
附录B 自主水下机器人的系统功能
附录C 系统模块
附录D 系统服务
附录E 坐标转换
附录F 使命配置
术语汇编
参考文献