【摘要】：近年來,隨著海洋資源被不斷地探索以及國際形勢(shì)的不斷復(fù)雜化,世界各國把國防與外交重點(diǎn)不斷向海洋轉(zhuǎn)移,探索海洋、開發(fā)海洋資源成為了各個(gè)國家的關(guān)注重點(diǎn)。因此,無人艇受到了前所未有的關(guān)注。為航行在水面上的無人艇設(shè)計(jì)一條合理的路徑、實(shí)時(shí)避障以及處理危急狀況已經(jīng)成為無人艇研究的重點(diǎn)方向。本文對(duì)無人艇路徑規(guī)劃進(jìn)行了深入研究,設(shè)計(jì)了無人艇在未知環(huán)境下局部路徑規(guī)劃與全局路徑規(guī)劃相結(jié)合的方法,對(duì)無人艇進(jìn)行路徑規(guī)劃。本文首先對(duì)無人艇在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了介紹,然后對(duì)無人艇路徑規(guī)劃方法進(jìn)行介紹,其中主要包括環(huán)境建模與路徑搜索,最后對(duì)無人艇進(jìn)行路徑規(guī)劃。本文通過全局規(guī)劃在已知的電子海圖上為無人艇規(guī)劃出離線路徑,首先進(jìn)行環(huán)境建模,將二維環(huán)境模型以柵格模型表示出來,然后在柵格模型中搜索出最優(yōu)路徑,并把搜索到的路徑做光滑處理,最后把規(guī)劃出的路徑在S-57格式海圖軟件中進(jìn)行顯示驗(yàn)證,從而得到無人艇局部規(guī)劃時(shí)所需的離線路徑。既保證了路徑規(guī)劃的精度,同時(shí)又實(shí)現(xiàn)了路徑搜索效率,很好地解決了無人艇全局路徑規(guī)劃問題。把通過全局規(guī)劃得到的離線路徑作為無人艇的既定航線,無人艇進(jìn)行局部規(guī)劃。對(duì)于無人艇的局部規(guī)劃,本文設(shè)計(jì)了一種基于模糊避障的滾動(dòng)窗口路徑規(guī)劃方法,其中無人艇以滾動(dòng)窗口的方式在設(shè)定好的航線上向前行駛,根據(jù)模糊控制中的模糊規(guī)則對(duì)于航線中遇到的未知障礙物進(jìn)行規(guī)避,并且避障后還能繼續(xù)向著既定目標(biāo)點(diǎn)航行。最后通過仿真實(shí)驗(yàn)表明,該方法能高效、安全地實(shí)現(xiàn)對(duì)障礙物的智能避碰,為無人艇在海上完成各種任務(wù)提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
【圖文】：

圖 1.1 國外無人艇主要類型.2 所示，為“斯巴達(dá)偵察兵”無人艇[7]，，該無人艇是由美國軍法國等一些歐洲國家一起研制的，是美國眾多無人艇中最為無人艇目的在于保護(hù)軍隊(duì)，隨著技術(shù)的不斷改進(jìn)，目前其等多種功能。，存在于早期。水雷行并執(zhí)行各項(xiàng)任務(wù)。用途：反潛前處于研究探用途：反潛、美國反潛戰(zhàn)跟蹤無美國 以色列德國 英國斯巴達(dá)偵察兵”海狐”“保護(hù)者”“銀色林魚”“哨兵”“衛(wèi)兵”“哨兵”

圖 1.3 “保護(hù)者”號(hào)無人艇，西方發(fā)達(dá)國家在無人艇研究領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。各個(gè)計(jì)理念，根據(jù)任務(wù)需求搭載不同裝備對(duì)無人艇進(jìn)行設(shè)計(jì)控制無人艇完成對(duì)應(yīng)的任務(wù)。目前無人艇正向著模塊化展。無人艇發(fā)展現(xiàn)狀種種原因在無人艇研制方面起步稍晚，所以目前發(fā)展?fàn)疃ú罹�，但是我國無人艇已從最初的概念設(shè)計(jì)階段逐漸4 所示的“天象 1 號(hào)”無人船搭載了多個(gè)功能模塊，其中、視覺傳感器、圖像實(shí)時(shí)處理以及自動(dòng)巡航等。該無人研制的“XG-2”號(hào)無人艇的基礎(chǔ)上研制的，當(dāng)時(shí)代表了
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U674.77;U675.81

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本文編號(hào)：2608601