無(wú)人水面艇是一種智能的海上運(yùn)動(dòng)平臺(tái),具有體積小,運(yùn)動(dòng)性能高和自主決策的特點(diǎn),裝載各類模塊化的傳感器或戰(zhàn)斗器械,代替人類執(zhí)行復(fù)雜危險(xiǎn)的任務(wù),在未來(lái)的軍事戰(zhàn)斗中將發(fā)揮重要的作用。本文以目標(biāo)跟蹤為任務(wù),對(duì)無(wú)人艇決策系統(tǒng)展開(kāi)研究。將跟蹤環(huán)境分為簡(jiǎn)單跟蹤環(huán)境和復(fù)雜跟蹤環(huán)境,分別進(jìn)行跟蹤策略的討論及驗(yàn)證。簡(jiǎn)單環(huán)境下,采用限定區(qū)域內(nèi)實(shí)時(shí)調(diào)整航速航向的策略;復(fù)雜環(huán)境下,采用動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃的策略。對(duì)復(fù)雜環(huán)境下的目標(biāo)跟蹤策略進(jìn)行重點(diǎn)研究,目標(biāo)是在保證自身安全的前提下,快速搜索低功耗且利于隱蔽的跟蹤路徑。首先,簡(jiǎn)要介紹了目前常用的目標(biāo)跟蹤算法。根據(jù)使用領(lǐng)域不同分為圖像目標(biāo)跟蹤和實(shí)體目標(biāo)跟蹤,實(shí)體目標(biāo)跟蹤又可以繼續(xù)劃分。結(jié)合無(wú)人艇的特性與跟蹤環(huán)境差異,提出了不同的跟蹤策略,明確了研究方向與目標(biāo)。其次,對(duì)復(fù)雜環(huán)境下的跟蹤策略進(jìn)行重點(diǎn)研究。根據(jù)動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃的實(shí)時(shí)性要求,選擇A*算法與JPS算法進(jìn)行性能比較。為了使規(guī)劃路徑更符合船舶真實(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡,進(jìn)行路徑優(yōu)化研究,利用動(dòng)態(tài)窗口法得到弧狀的運(yùn)動(dòng)路徑。因?yàn)榛盥窂降囊?guī)劃時(shí)間較長(zhǎng),為平衡計(jì)算時(shí)間和路徑最優(yōu)性,設(shè)置兩個(gè)行為集參數(shù)分層規(guī)劃。針對(duì)復(fù)雜環(huán)境下跟蹤過(guò)程中的多種約束,給出可行性解決方法。最后,設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景和目標(biāo)運(yùn)動(dòng)方式,驗(yàn)證跟蹤效果。簡(jiǎn)單環(huán)境下,利用模糊方法計(jì)算航速,幾何方法計(jì)算航向,在限定區(qū)域內(nèi)進(jìn)行尾隨式跟蹤,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了三種航向的跟蹤效果,且在算法的不同使用頻率下跟蹤效果不同,得出離線設(shè)置模糊參數(shù)的方法不適用多變情境的結(jié)論。復(fù)雜環(huán)境下,驗(yàn)證行為集參數(shù)對(duì)路徑長(zhǎng)度和計(jì)算時(shí)間的影響;驗(yàn)證三種主動(dòng)威脅情境下,使用速度避碰法避障的效果;使用動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃作為復(fù)雜環(huán)境的跟蹤策略,無(wú)人艇能夠有效避開(kāi)靜態(tài)障礙物,并在某些情況下合理利用障礙物間的航行區(qū)域,達(dá)到縮短追蹤距離的目的,實(shí)現(xiàn)節(jié)能隱蔽跟蹤。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U674.77;TP391.41
【部分圖文】：

復(fù)雜海洋環(huán)境

無(wú)人艇展示

6航速航向等信息，執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有足夠的運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的干擾。定義為：考慮外界環(huán)境模型的條件下，對(duì)指g”，使無(wú)人艇與目標(biāo)保持一定的安全距離，下一步打擊或者攔截的指令之前，保證無(wú)人最終目標(biāo)，過(guò)程中盡量減少自身消耗，隱異，跟蹤可能發(fā)生在簡(jiǎn)單環(huán)境中或者復(fù)雜環(huán)影響航行，目標(biāo)跟蹤較簡(jiǎn)單，關(guān)注雙方的相的航速航向，保證跟蹤的有效性。復(fù)雜環(huán)障礙，在跟蹤中需要考慮自身的安全，還要
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2864744