1. 研究目的与意义（文献综述）

21世纪是海洋的世纪，人类对于海洋的探索和开发进入了一个新的阶段。海洋是地球孕育生命的起点，同时也是一个巨大和丰富的资源宝库，是最具有开发潜力的战略空间^[1]。海洋对于我国的政治、经济、文化和安全等方面具有重大的意义，在维护国家主权、发展利益及军事科技竞争中的战略地位显著提升^[2]。在对海洋进行探索和发现时，由于海洋环境的复杂、多样和未知性，作为海洋探测重要工具的仿生机器鱼受到了世界各国科学家们广泛的关注和重视^[3]，仿生机器鱼技术的研究和发展对于海洋的探测开发起着不可替代的作用。

地球上出现最早的脊椎动物是鱼类，经过了极其漫长时间的进化演变，它拥有了独特的运动方式，能够轻松地保持连续高速的运动，而且它的身体结构和游动推进方式及其游动的形态都是自然选择的结果^[4]，具有极高的能量利用效率、机动性能好、隐蔽性能好等优点。正因如此，科学家们纷纷开展了对鱼类的研究工作，希望能够制造出类似于鱼类的仿生机器鱼，以达到海洋探测的目的。

仿生机器鱼是仿生学和机器人学结合和应用的产物，为研制新型的水下航行器提供了一种重要的新思路，具有重要的研究价值和应用前景。仿生学出现于上个世纪60年代，是人们通过学习生物体的结构与功能原理并根据这些原理改造发明出新的科技、工具和系统^[5]。随着几十年来机器人学和仿生学的迅速发展，仿生机器鱼的出现便顺理成章了，由于仿生机器鱼是模仿于鱼类，所以它结合了鱼类的很多特性和优点，例如作业时间长、运动自由性大、运动范围广并且可以在复杂多变的环境下工作，最重要的是它能够代替人类解决一些原来难以解决的具体实际问题。

2. 研究的基本内容与方案

研究内容：

1、首先了解国内外仿生机器鱼的研究现状，然后首先根据选择的鱼类进行二维的鱼体外形轮廓设计，包括轮廓线的获取，点的离散、以及轮廓曲线的拟合处理，最终得到优化之后的鱼体轮廓曲线。

2、经过了鱼体的二维轮廓设计之后，开始建立仿生机器鱼的三维模型，进行鱼体外壳、胸鳍、尾鳍设计，并且要合理设计鱼体的内部构造，根据已设计的鱼体模型采用3d打印技术制备鱼体原型，并且要合理设计良好的密封方式和密封结构，保证仿生机器鱼在水中游动时不会发生漏水。

3. 研究计划与安排

2019.01-2019.03：检索阅读仿生机器鱼的局部路径规划相关的参考文献，包括期刊、学位论文，对所研究内容的背景和国内外研究现状有大体的了解，并深入理解研究内容。并完成外文文献翻译工作，不少于5000字。

2019.03-2019.04：完成仿生机器鱼轮廓设计、三维壳体设计和内部设计，考虑密封结构设计等，然后完成仿生机器鱼的原型制备，另外，在3月中旬之前完成开题报告。

2019.04-2019.05：了解强化学习算法，并使用python语言进行编程实现仿生机器鱼的局部路径规划研究并改进，并且完成阶段性报告。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]张倩.仿生机器鱼的运动行为分析及路径规划研究[d].青海:青海大学,机械工程学院,2013.

[2]冉祥瑞.基于分层强化学习的auv路径规划方法研究[d].哈尔滨:哈尔滨工程大学,船舶工程学院,2017.

[3]孙魁.基于强化学习的auv避障研究[d].沈阳:沈阳建筑大学,信息与控制工程学院,2013.