海洋資源的有效利用是當前海洋戰(zhàn)略的一個重點。隨著海上人工設施的不斷增加,海上通航環(huán)境也發(fā)生了變化。一方面海洋工程設備充當了一種海上固定障礙物,增加了附近正常通航船舶的危險性,另一方面當這些設施需要維護時不得不安排船只靠近障礙物運送人員和物資。對于這些航行受到威脅的船舶,尋找一條安全的最短路徑具有重要意義。A^*算法作為一種經典的路徑規(guī)劃算法,具有使用方便,能在靜態(tài)環(huán)境中找到全局最優(yōu)路徑的特點。本文以A^*算法為基礎提出了一種適用于船舶路徑規(guī)劃的多向A^*算法,在此過程中借鑒人工勢場思想,通過圖像處理和障礙環(huán)境建模改進了搜索地圖;借鑒傳統(tǒng)A^*算法,通過改變移動步長提出新的鄰域節(jié)點生成方法。具體內容包括:（1）研究啟發(fā)式算法的基礎理論,分析人工勢場和傳統(tǒng)A^*算法的實現過程和存在的缺陷,為后文結合兩者提出改進A^*算法改進方案打好基礎。（2）在構建適用于A^*算法的搜索地圖時,首先通過海圖圖像處理提取有用通航信息,再利用像素點作為描述障礙物位置的基本... 

【文章來源】：武漢理工大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：86 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

文章結構圖

“目標點位于障礙物上或者不在地圖中”； 到 D 的距離 < Speed*t 計算目標點對物體的引力 Fatt； 計算各個障礙物對物體的排斥合力 Frep;力 F=Fatt+Frep；力學知識計算物體移動后的位置 Path(i)和速度 Speeed==0出“路徑規(guī)劃失敗”；觀說明了人工勢場法的工作過程：合力場構造了一副響，物體初始點地勢較高，目標點地勢較低，而斥物附近地勢高度。這樣，物體在勢能引導下與障礙目標點。

3.1.2 海圖通航信息分析用于構建適合 A*路徑規(guī)劃的障礙物地圖需要包括船舶活動范圍內所有可能影響船舶通航安全的信息。比如：陸地、淺灘、礁石、沉船、橋梁、航標、風電場水域的風機等礙航物和水位、風、浪、流、可能出現的其他船舶等威脅船舶安全航行的因素。如圖 3-1 所示，海圖上標示了大多數上述需求信息。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于分層的直覺模糊C均值聚類圖像分割算法[J]. 池桂英,王忠華.  計算機工程與設計. 2017(12)
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[3]基于改進Dijkstra算法的泊車系統(tǒng)路徑規(guī)劃研究[J]. 陳亞琳,莊麗陽,朱龍彪,邵小江,王恒.  現代制造工程. 2017(08)
[4]改進人工勢場的機器人路徑規(guī)劃[J]. 趙東輝,李偉莉.  機械設計與制造. 2017(07)
[5]基于多元優(yōu)化算法的路徑規(guī)劃[J]. 李寶磊,呂丹桔,張欽虎,施心陵,陳建華,張榆鋒.  電子學報. 2016(09)
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[7]近海風電場障礙下海事雷達繞射損耗估算方法[J]. 王樹武,謝磊,曹臻,艾學杰,薛雙飛.  船海工程. 2016(04)
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碩士論文
[1]基于改進人工勢場法的移動機器人路徑規(guī)劃研究[D]. 尹國強.天津理工大學 2017
[2]基于稀疏A*算法與進化算法的無人機動態(tài)航跡規(guī)劃研究[D]. 劉群芳.南昌航空大學 2016
[3]基于CFD方法的船舶旋回仿真研究[D]. 唐元東.大連海事大學 2015
[4]基于BFS算法的三維動態(tài)環(huán)境下機器人路徑規(guī)劃[D]. 金何.河南大學 2011
[5]動態(tài)環(huán)境下基于人工勢場引導進化算法的移動機器人路徑規(guī)劃[D]. 謝文明.武漢科技大學 2008



本文編號：3383279