基于虚拟仿真平台的水环境及水下机器人建模研究综述

来源：计算机工程与应用杂志2026年第14期北京时间：

作者：周焕银, 李文涛, 刘怡佳, 黄佳豪

单位：1.东华理工大学 电子与电气工程学院，南昌 330000；2.燕山大学 电气工程学院，河北 秦皇岛 066000；

摘要：面对复杂多变的水下环境、高昂的实物测试成本及潜在的安全风险，水下机器人的研发与验证面临严峻挑战。虚拟仿真平台通过计算机模拟水下环境与水下机器人模型，在接近真实条件下对水下机器人整体性能的高效验证与优化，显著降低了研发成本和风险。在阐述当前主流水下机器人虚拟仿真平台的功能特性与集成机制的基础上，深入分析了水动力学、水下光照、三维地形与障碍物等水下环境建模技术，并探讨了水下机器人模型构建、运动控制算法、路径规划与避障等方面的研究进展。分析了水环境与水下机器人建模的协同仿真机制，该机制通过高度集成的闭环架构与实时双向数据流，实现了水下机器人运动与环境之间的高保真物理交互；总结了现有虚拟仿真平台面临的主要问题，指出水下机器人虚拟仿真正朝着高保真、通用化和协同化方向发展，为水下机器人研发与应用提供更坚实的基础。

关键词：水下机器人,虚拟仿真平台,水下环境建模,运动控制,路径规划