發(fā)布時(shí)間：2022-12-05 03:50

　　隨著經(jīng)濟(jì)全球化的不斷發(fā)展,世界人口數(shù)量的日益增長,人類探尋與挖掘新能源的方向已經(jīng)逐漸從陸地資源開始轉(zhuǎn)向了海洋資源。作為探索未知海洋環(huán)境的主要工具,水面無人艇的智能應(yīng)用方面的相關(guān)研究也越來越得到廣泛的關(guān)注,朝著功能標(biāo)準(zhǔn)化,人工智能化,系統(tǒng)體系化的方向發(fā)展。而路徑規(guī)劃避碰則是水面無人艇自主控制研究的關(guān)鍵所在。由于海洋環(huán)境是復(fù)雜多變的,還要時(shí)刻考慮到海上風(fēng)浪流對(duì)水面無人艇的干擾作用。所以,水面無人艇在進(jìn)入水域之前,會(huì)先根據(jù)已知的相關(guān)海洋環(huán)境信息規(guī)劃出一條全局的路徑,進(jìn)入水域后,無人艇會(huì)按照已經(jīng)規(guī)劃好的路線進(jìn)行航行。并且由于事先無法預(yù)知在航行過程中可能會(huì)出現(xiàn)的種種狀況（突發(fā)的船只,漂流物體等等）,因此,水面無人艇在航行的過程中也要時(shí)時(shí)地檢測周圍的狀況獲取周圍環(huán)境的信息,對(duì)于這些突發(fā)情況,水面無人艇應(yīng)該能夠迅速地察覺到,并針對(duì)不同的情況做出準(zhǔn)確快速的應(yīng)對(duì),調(diào)整自身的航行狀態(tài),最終規(guī)避開障礙物體,按照任務(wù)需求到達(dá)指定的目標(biāo)點(diǎn)。本文對(duì)于水面無人艇路徑規(guī)劃避碰方法的研究主要是從兩個(gè)方面進(jìn)行著手的。一個(gè)基于遺傳算法GA的靜態(tài)全局路徑規(guī)劃,另一個(gè)是遺傳算法和滑動(dòng)窗口法相結(jié)合的動(dòng)態(tài)避碰。首先采用遺傳算法進(jìn)行... 

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的意義
    1.2 水面無人艇避碰概述
    1.3 障礙物智能規(guī)避的算法研究
    1.4 水面無人艇路徑規(guī)劃避碰研究現(xiàn)狀
        1.4.1 國外水面無人艇路徑規(guī)劃避碰技術(shù)研究
        1.4.2 國內(nèi)水面無人艇路徑規(guī)劃避碰技術(shù)研究
    1.5 研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
第2章 水面無人艇避碰相關(guān)問題研究
    2.1 水面無人艇的避碰問題
    2.2 運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)學(xué)模型
    2.3 海洋環(huán)境干擾模型
        2.3.1 風(fēng)力干擾模型
        2.3.2 海浪干擾模型
        2.3.3 海流干擾模型
    2.4 水面無人艇海上避碰約束規(guī)則
    2.5 碰撞危險(xiǎn)度的計(jì)算
    2.6 本章小結(jié)
第3章 基于GA的水面無人艇全局路徑規(guī)劃
    3.1 遺傳算法
    3.2 基于遺傳算法的路徑規(guī)劃過程
        3.2.1 編碼過程
        3.2.2 初始化過程
        3.2.3 適應(yīng)度函數(shù)
        3.2.4 進(jìn)化操作
    3.3 水面無人艇靜態(tài)全局路徑規(guī)劃設(shè)計(jì)
    3.4 本章小結(jié)
第4章 水面無人艇的動(dòng)態(tài)避碰
    4.1 已知?jiǎng)討B(tài)障礙物的避碰模型
    4.2 基于GA的動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃
        4.2.1 適應(yīng)度函數(shù)的確定
        4.2.2 避碰終止位置的確定
        4.2.3 算法實(shí)現(xiàn)過程
    4.3 滑動(dòng)窗口動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃方法
        4.3.1 滑動(dòng)窗口法概述
        4.3.2 滑動(dòng)窗口的路徑規(guī)劃過程
        4.3.3 滑動(dòng)窗口的監(jiān)測范圍
        4.3.4 滑動(dòng)窗口子目標(biāo)點(diǎn)的確定
        4.3.5 無人艇動(dòng)態(tài)避碰情況研究
        4.3.6 基于滑動(dòng)窗口的無人艇動(dòng)態(tài)避碰
    4.4 本章小結(jié)
第5章 水面無人艇路徑規(guī)劃避碰方法仿真
    5.1 水面無人艇路徑規(guī)劃策略
    5.2 水面無人艇路徑規(guī)劃避碰仿真
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]水面無人艇危險(xiǎn)規(guī)避方法[J]. 莊佳園,張國成,蘇玉民,張磊,孫寒冰.  東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(S1)
[3]水面無人艇模糊近域圖避障方法研究[J]. 王敏捷,張汝波.  計(jì)算機(jī)工程. 2012(21)
[4]基于航海雷達(dá)的水面無人艇局部路徑規(guī)劃[J]. 莊佳園,蘇玉民,廖煜雷,孫寒冰.  上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(09)
[5]水面無人艇發(fā)展與應(yīng)用[J]. 李家良.  火力與指揮控制. 2012(06)
[6]水面無人艇近程反應(yīng)式危險(xiǎn)規(guī)避方法研究[J]. 唐平鵬,喬梁,張汝波.  華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(S2)
[7]無人水面航行器發(fā)展[J]. 周洪光,馬愛民,夏朗.  國防科技. 2009(06)
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博士論文
[1]無人艇的非線性運(yùn)動(dòng)控制方法研究[D]. 廖煜雷.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[2]無人艇操縱性與智能控制技術(shù)研究[D]. 吳恭興.哈爾濱工程大學(xué) 2011
[3]基于操縱模擬的橋區(qū)水域船舶通航安全預(yù)控研究[D]. 徐言民.上海交通大學(xué) 2010
[4]基于粒子群優(yōu)化算法的水下潛器實(shí)時(shí)路徑規(guī)劃技術(shù)研究[D]. 祖?zhèn)?哈爾濱工程大學(xué) 2008
[5]動(dòng)態(tài)不確定環(huán)境下移動(dòng)機(jī)器人的在線實(shí)時(shí)路徑規(guī)劃[D]. 莊慧忠.浙江大學(xué) 2005
[6]粒子群優(yōu)化算法的理論及實(shí)踐[D]. 張麗平.浙江大學(xué) 2005

碩士論文
[1]水面無人艇路徑規(guī)劃算法研究[D]. 盧艷爽.哈爾濱工程大學(xué) 2010
[2]USV自適應(yīng)局部危險(xiǎn)規(guī)避方法研究[D]. 王敏捷.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[3]無人艇自動(dòng)避碰策略的研究[D]. 王哲.大連海事大學(xué) 2013
[4]基于進(jìn)化計(jì)算的多智能體機(jī)器人路徑規(guī)劃研究[D]. 雷小宇.中南大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3709619