サンゴ礁海域で運用されるAUV向けにマルチ戦略強化に基づく改良型FWH経路計画アルゴリズムを提案

本論文では、複雑な水中環境におけるAUVのシミュレーションベース経路計画のため、マルチ戦略強化を施した改良型固定幅ヒストグラム(IFWH)アルゴリズムを提案する。推進エネルギー消費、障害物脅威、地形衝突リスク、操縦性制約を考慮したマルチ制約最適化フレームワークを構築した。カオス的個体群初期化、適応的グローバル・ローカル探索遷移、二次補間、スパイラル局所洗練を統合し、個体群の多様性と軌跡の滑らかさを向上させる。電流なし地形、海底・海流重複条件、静的・動的障害物のある環境下で数値シミュレーションを実施した。A*、FWH、IPSO、SVF-RRT*と比較して、IFWHは平均地形傾斜をそれぞれ43.91%、47.24%、44.94%、43.71%削減し、推定推進エネルギー消費を35.29%、37.38%、24.66%、35.93%減少させた。海底・海流重複条件下では、30回の独立試行で100%の成功率を達成し、推進エネルギー消費がそれぞれ1163.57 J、1116.99 Jで、平均傾斜角が15.58°、18.73°となった。混合環境では、追従流および回転流条件下で、それぞれ平均計画時間1.674±0.700秒、0.692±0.053秒で、全試行が衝突なく完了した。