本文關(guān)鍵詞：水下無(wú)人航行器快速航路規(guī)劃方法研究

  更多相關(guān)文章： 水下無(wú)人航行器 航路規(guī)劃 海洋環(huán)境 A*算法 通視性方法

【摘要】：航路規(guī)劃技術(shù)是決定水下無(wú)人航行器(UUV)智能化水平高低的關(guān)鍵技術(shù),它是自主導(dǎo)航中的一個(gè)重要組成部分,對(duì)于水下無(wú)人航行器來(lái)說(shuō),在有障礙物以及其它限制條件存在的條件下沿著一條安全隱蔽、耗費(fèi)代價(jià)小的路徑是很重要的,但是尋找出這樣一條航路是很復(fù)雜的。本文主要研究海洋環(huán)境下水下無(wú)人航行器的快速航路規(guī)劃方法,先為海洋環(huán)境建立規(guī)劃空間模型,然后在該模型上進(jìn)行航路規(guī)劃方法研究。在論文中,首先對(duì)水下無(wú)人航行器航路規(guī)劃的研究背景、意義以及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹,并簡(jiǎn)要描述了幾種具有代表性的航路規(guī)劃算法。同時(shí)分析了復(fù)雜海洋環(huán)境下的航路規(guī)劃問(wèn)題,就如何為復(fù)雜海洋環(huán)境構(gòu)建一個(gè)合理的環(huán)境模型這一問(wèn)題展開(kāi)了研究。先對(duì)環(huán)境模型數(shù)據(jù)來(lái)源矢量電子海圖進(jìn)行了介紹,然后詳細(xì)說(shuō)明了復(fù)雜海洋環(huán)境模型建立過(guò)程,按所有的網(wǎng)格尺度大小一致的原則對(duì)整個(gè)規(guī)劃區(qū)域進(jìn)行等網(wǎng)格劃分,再對(duì)每個(gè)網(wǎng)格進(jìn)行環(huán)境約束區(qū)域?qū)傩詷?biāo)記。在復(fù)雜海洋環(huán)境模型的基礎(chǔ)上,本文提出了基于通視性分析的快速航路方法,該方法使用“邊走邊看”的策略,對(duì)航行器的當(dāng)前位置和目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行通視性檢查,然后決定如何前進(jìn)。經(jīng)過(guò)多次通視性檢查后,航行器可以避開(kāi)各種環(huán)境約束區(qū)域到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。該方法針對(duì)海洋環(huán)境范圍大但各種約束區(qū)域分布比較稀疏的特點(diǎn)十分有效,它的主要優(yōu)點(diǎn)就是規(guī)劃速度很快。但是由于“邊走邊看”的策略本質(zhì)上是一種“貪心”算法,其規(guī)劃結(jié)果的最優(yōu)性難以得到保證。在通視性檢查的基礎(chǔ)上,本文又提出了基于通視代價(jià)估計(jì)的啟發(fā)式航路規(guī)劃方法,該方法利用通視代價(jià)作為搜索啟發(fā)信息,可以保證規(guī)劃結(jié)果的全局最優(yōu)性。本文對(duì)這兩種方法進(jìn)行了多組對(duì)比實(shí)驗(yàn),并對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了詳細(xì)分析。實(shí)驗(yàn)表明:基于通視性分析的快速航路方法規(guī)劃速度較快,但航路的最優(yōu)性打了折扣;基于通視代價(jià)估計(jì)的啟發(fā)式航路規(guī)劃方法雖然速度比前者要慢,但規(guī)劃出的航路的性能明顯優(yōu)于前者。本文最后介紹了水下無(wú)人航行器航路規(guī)劃系統(tǒng),包括系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的整體流程、系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)等,展示了航路規(guī)劃結(jié)果以及二維、三維仿真效果。
【關(guān)鍵詞】：水下無(wú)人航行器 航路規(guī)劃 海洋環(huán)境 A*算法 通視性方法
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：U675.7;U674.941
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 研究背景與意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究概況11-14
• 1.3 論文的主要研究?jī)?nèi)容14-16
• 2 復(fù)雜海洋環(huán)境下航路規(guī)劃問(wèn)題概述及常用算法介紹16-25
• 2.1 復(fù)雜海洋環(huán)境下航路規(guī)劃問(wèn)題概述16-18
• 2.2 航路規(guī)劃常用方法18-23
• 2.3 本章小結(jié)23-25
• 3 海洋環(huán)境水下規(guī)劃空間建模25-38
• 3.1 矢量海圖介紹25-28
• 3.2 復(fù)雜海洋環(huán)境模型28-37
• 3.3 本章小結(jié)37-38
• 4 復(fù)雜海洋環(huán)境下的快速航路規(guī)劃38-64
• 4.1 基于通視性分析的快速航路規(guī)劃方法38-46
• 4.2 基于通視代價(jià)估計(jì)的啟發(fā)式航路規(guī)劃方法46-55
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析55-62
• 4.4 本章小結(jié)62-64
• 5 水下無(wú)人航行器航路規(guī)劃系統(tǒng)64-73
• 5.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)64-68
• 5.2 系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)68-70
• 5.3 航路規(guī)劃結(jié)果及仿真70-72
• 5.4 本章小結(jié)72-73
• 6 總結(jié)與展望73-75
• 6.1 全文總結(jié)73-74
• 6.2 課題展望74-75
• 致謝75-76
• 參考文獻(xiàn)76-79

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 史建國(guó);高曉光;;飛行器突發(fā)威脅下的智能自主航路規(guī)劃技術(shù)[J];火力與指揮控制;2010年03期

2 賀建良,韓志剛,孫隆和;防區(qū)外導(dǎo)彈的航路規(guī)劃研究[J];電光與控制;1999年02期

3 龔清萍;基于數(shù)字地形數(shù)據(jù)的靜態(tài)航路規(guī)劃[J];航空電子技術(shù);2000年02期

4 熊丹君;蔡滿(mǎn)意;劉宇坤;張沖;;多約束條件下飛行器航路規(guī)劃[J];彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào);2009年02期

5 王志科;朱凡;彭建亮;;基于啟發(fā)式A~*算法的飛行器三維航路規(guī)劃[J];電光與控制;2009年06期

6 袁勝智;李牧;唐江;;巡邏攻擊導(dǎo)彈協(xié)同偵察航路規(guī)劃研究[J];電光與控制;2009年11期

7 程春華;吳進(jìn)華;周大旺;齊玉華;;基于鏈接圖法和遺傳算法的航路規(guī)劃[J];艦船電子工程;2010年01期

8 于競(jìng)婷;周德云;;多目標(biāo)對(duì)地序次攻擊航路規(guī)劃方法與仿真[J];計(jì)算機(jī)仿真;2010年03期

9 汲萬(wàn)峰;姜禮平;朱建沖;阮冰;;基于遺傳算法的航路規(guī)劃模型研究[J];軍事運(yùn)籌與系統(tǒng)工程;2010年02期

10 巴海濤;史超;;基于精英保留遺傳算法的飛行器航路規(guī)劃[J];指揮控制與仿真;2010年04期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 司守奎;王校鋒;徐珊;;有時(shí)間約束的航路規(guī)劃問(wèn)題[A];第二十四屆中國(guó)控制會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];2005年

2 吳劍;代冀陽(yáng);周繼強(qiáng);;航路規(guī)劃中的地形數(shù)據(jù)壓縮與多分辨率處理[A];中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)控制理論專(zhuān)業(yè)委員會(huì)A卷[C];2011年

3 柳長(zhǎng)安;王和平;詹浩;李為吉;;蟻群算法在無(wú)人機(jī)航路規(guī)劃中的應(yīng)用[A];探索創(chuàng)新交流－－中國(guó)航空學(xué)會(huì)青年科技論壇文集[C];2004年

4 喬宗濤;謝軍;謝明;;蟻群優(yōu)化算法在無(wú)人機(jī)航路規(guī)劃中的應(yīng)用[A];中國(guó)航空學(xué)會(huì)控制與應(yīng)用第十二屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

5 樊興;張國(guó)平;李莉;;無(wú)人機(jī)協(xié)同航路規(guī)劃技術(shù)[A];中國(guó)造船工程學(xué)會(huì)電子技術(shù)學(xué)術(shù)委員會(huì)2011年海戰(zhàn)場(chǎng)電子信息技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

6 臧濤;;考慮聲場(chǎng)威脅的水下三維航路規(guī)劃研究[A];中國(guó)聲學(xué)學(xué)會(huì)水聲學(xué)分會(huì)2013年全國(guó)水聲學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2013年

7 樊興;張國(guó)平;李莉;;無(wú)人機(jī)協(xié)同航路規(guī)劃技術(shù)[A];2012年中國(guó)造船工程學(xué)會(huì)優(yōu)秀學(xué)術(shù)論文集[C];2013年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 柳長(zhǎng)安;無(wú)人機(jī)航路規(guī)劃方法研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2003年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 徐振冬;二維動(dòng)態(tài)環(huán)境下無(wú)人機(jī)自主航路規(guī)劃設(shè)計(jì)與仿真[D];東北大學(xué);2014年

2 李天嘯;多約束條件下的無(wú)人機(jī)航路規(guī)劃算法研究[D];沈陽(yáng)航空航天大學(xué);2016年

3 萬(wàn)小艷;基于改進(jìn)引力模型的主干航路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方法研究[D];中國(guó)民航大學(xué);2014年

4 張標(biāo);基于管型空域航路規(guī)劃方法研究[D];中國(guó)民航大學(xué);2014年

5 劉琳琳;實(shí)時(shí)無(wú)人機(jī)航路規(guī)劃算法研究[D];西安電子科技大學(xué);2015年

6 邱牧言;水下無(wú)人航行器快速航路規(guī)劃方法研究[D];華中科技大學(xué);2015年

7 李倩;飛機(jī)起飛調(diào)運(yùn)航路規(guī)劃、調(diào)度與仿真研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

8 胡木;基于速度矢量場(chǎng)的航路規(guī)劃技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2010年

9 鄧文超;無(wú)人靶機(jī)航路規(guī)劃技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2013年

10 朱振強(qiáng);飛行器航路規(guī)劃與評(píng)價(jià)研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

，

本文編號(hào)：653984