【摘要】：隨著無人自主平臺(tái)各項(xiàng)技術(shù)的迅速發(fā)展,無人船雖然由于種種復(fù)雜因素,其發(fā)展相對(duì)滯后,但是可以預(yù)見,無人船將在未來的航海領(lǐng)域占據(jù)重要一席。完善無人船的航海避碰行為,具有非常重要的研究意義。同時(shí),無人船的避碰不僅僅需要完成避免碰撞的任務(wù),這一行為還應(yīng)該在人類航海規(guī)則的范疇之內(nèi)完成。對(duì)于人類航海規(guī)則的嵌入問題,本文在既有經(jīng)驗(yàn)性規(guī)則的基礎(chǔ)上,結(jié)合機(jī)器語言邏輯,提出了一個(gè)框架性的通用規(guī)則,將人類航海規(guī)則凝練為程序語言,嵌入到無人船的避碰算法中去。對(duì)于無人船的智能避碰算法問題,本文基于改進(jìn)的人工勢(shì)場(chǎng)法進(jìn)行了規(guī)則約束下具體避碰算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。常用的人工勢(shì)場(chǎng)法的虛擬勢(shì)場(chǎng)函數(shù)是二次函數(shù),其隨距離變化的速率較快,且勢(shì)場(chǎng)無法動(dòng)態(tài)調(diào)整,易帶來陷入局部極小點(diǎn)、目標(biāo)點(diǎn)不可達(dá)等問題。對(duì)此,本文采用指數(shù)函數(shù)作為勢(shì)場(chǎng)函數(shù),且加入與目標(biāo)點(diǎn)距離有關(guān)的參數(shù)變量,通過仿真驗(yàn)證,證明該改進(jìn)勢(shì)場(chǎng)很好解決了存在局部極小點(diǎn)、目標(biāo)點(diǎn)不可達(dá)等問題。本文針對(duì)無人船的路徑規(guī)劃和避碰要求,采用框架性規(guī)則重新闡釋了經(jīng)驗(yàn)性的移動(dòng)規(guī)則,并結(jié)合改進(jìn)的人工勢(shì)場(chǎng)法,將規(guī)則性約束融入到定量避碰決策中,具有良好的可操作性和實(shí)時(shí)性,該方案能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)則約束下無人船的實(shí)時(shí)避碰,并可推廣至其他智能無人移動(dòng)系統(tǒng)中。
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U664.82
【圖文】：

邐哨Ｒ邐衛(wèi)兵邐ｍ．邋ｍＴ邋Ｑ，邋反潛戰(zhàn)持續(xù)跟逡逑遙控}瑁紫低騁硤逵沐渦す插魏謨沐危簦懟獧，蹤無人艇逡逑海星逡逑圖１－４國外無人艇主要譜型逡逑４逡逑

Ｈｉｌｌ逡逑圖１－３以色列保護(hù)者號(hào)逡逑總的來說，無人船的類型可分為三類：遙控型、半自主型、全自主型。遙控型逡逑無人艇通過岸基或�；刂婆_(tái)操作，強(qiáng)調(diào)人在控制回路中的連續(xù)存在，主要用于反逡逑水雷等任務(wù)；半自主型可按照預(yù)設(shè)的程序算法和預(yù)規(guī)劃的航道路線進(jìn)行航行并執(zhí)逡逑行任務(wù)；全自主型由機(jī)器語言完全接管控制，主要用于反潛、通信中繼、后勤保障、逡逑再補(bǔ)給等其中，全自主型是未來各國主要的發(fā)展方向。逡逑

幅提高了制造成本和貨運(yùn)資源。但是無人船無需配備此類設(shè)施，效率和制造成本，并可節(jié)約航行所需的能源消耗｜４１＿４２１。逡逑安全的角度來看，我國海上船舶事故的主要原因大多是各類因失當(dāng)、應(yīng)急過失等人為因素，占到近９成比例。而無人船在使練完備的專家系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)則性預(yù)判，即使在半自助的無人船控制更為全面、環(huán)境更為穩(wěn)定的岸基操控系統(tǒng)中完成控制行為，極大失誤，是解決航運(yùn)安全問題的釜底抽薪之策｜４３４５］。逡逑一艘自主研制的無人船為遙控操作，其改裝于一艘退役導(dǎo)彈艇，。２００８年７月，沈陽的航天新光集團(tuán)自主研制出“天象一號(hào)”制精度較高，航線偏差小于ｌｍ，在通關(guān)狹窄水道時(shí)具有明顯優(yōu)，航程達(dá)到數(shù)百公里，持續(xù)作業(yè)時(shí)間長。并且，“天象？號(hào)”能上情況，持續(xù)輸出穩(wěn)定氣象圖形｜６］。逡逑

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本文編號(hào)：2799408