我國擁有超過300萬平方公里的海洋國土資源,隨著國家的戰(zhàn)略資源開始逐漸轉(zhuǎn)向海洋的開發(fā),基于海洋復(fù)雜的工作環(huán)境下無人船技術(shù)的研究也在逐漸成為了目前的研究熱點方向。通過前期的調(diào)研工作實驗,本文確立了對無人船的自主路徑問題作為主要的工作方向。也正是基于這一大背景下,本文將引入國際海事避碰規(guī)則(COLREGs),對無人船的避障規(guī)范化,并使用了PSO算法分別對無人船進(jìn)行了離線路徑規(guī)劃和在線路徑規(guī)劃,最后提出了一種在COLREGs規(guī)則下的無人船海上路徑規(guī)劃方法。首先我們經(jīng)過調(diào)研對無人船產(chǎn)生的背景進(jìn)行簡單的介紹,并總結(jié)了近年來國內(nèi)外對無人船的研究工作。前期的調(diào)研工作我們著重于路徑規(guī)劃相關(guān)技術(shù)的研究,并在后續(xù)的工作中對當(dāng)前國內(nèi)外對于常見無人船路徑規(guī)劃算法研究的現(xiàn)狀進(jìn)行詳細(xì)的研究分析,最終決定選用粒子群算法進(jìn)行路徑規(guī)劃的深入分析。接下來本文將對無人船環(huán)境建模算法進(jìn)行深入的研究,在極坐標(biāo)下搭建出無人船和障礙物的幾何模型,并提出無人船碰撞危險度CRI的概念,用于判斷無人船是否要執(zhí)行避障策略。接著引入國際海事避碰規(guī)則(COLREGs),將無人船海上避障分為四種情況,并對這四種情況的使用說明進(jìn)行相關(guān)定義,建立起...

【文章頁數(shù)】：49 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1.緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)和國外的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 無人船發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 無人船路徑規(guī)劃研究現(xiàn)狀
    1.3 論文結(jié)構(gòu)
2.無人船工作環(huán)境的建模分析
    2.1 引言
    2.2 環(huán)境建模常見算法
    2.3 無人船海上環(huán)境模型
        2.3.1 無人船運動參數(shù)建模
        2.3.2 三自由度的無人船建模
        2.3.3 環(huán)境障礙物建模
        2.3.4 海流模型的建立
        2.3.5 碰撞危險度計算
    2.4 基于COLREGs的避障模型分析
    2.5 本章小結(jié)
3.無人船靜態(tài)路徑規(guī)劃研究
    3.1 引言
    3.2 標(biāo)準(zhǔn)粒子群算法路徑規(guī)劃
        3.2.1 標(biāo)準(zhǔn)PSO優(yōu)化算法概述
        3.2.2 標(biāo)準(zhǔn)粒子群優(yōu)化算法建模
        3.2.3 標(biāo)準(zhǔn)PSO優(yōu)化算法實現(xiàn)步驟
        3.2.4 標(biāo)準(zhǔn)粒子群算法的缺點
    3.3 對PSO算法的改進(jìn)研究
        3.3.1 潛力因子的改進(jìn)
        3.3.2 對粒子位置分量的改進(jìn)
    3.4 仿真實驗與結(jié)果分析
        3.4.1 算法參數(shù)的確定
        3.4.2 靜態(tài)環(huán)境下的實驗測試
    3.5 本章小結(jié)
4.海事規(guī)則下基于PSO算法的動態(tài)路徑規(guī)劃研究
    4.1 引言
    4.2 動態(tài)障礙物的避障建模
    4.3 基于PSO算法的動態(tài)路徑規(guī)劃算法
        4.3.1 算法實現(xiàn)過程
        4.3.2 基于PSO算法的適應(yīng)度函數(shù)的確定
    4.4 仿真實驗設(shè)計以及結(jié)果分析
        4.4.1 動態(tài)避障仿真實驗設(shè)計
        4.4.2 無人船全局路徑規(guī)劃仿真實驗設(shè)計
    4.5 本章小結(jié)
5.總結(jié)與展望
    5.1 本文總結(jié)
    5.2 未來展望
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號：3804597