在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)被廣泛應(yīng)用的背景下,輪機(jī)模擬器也逐漸從二維仿真向三維視景仿真進(jìn)行轉(zhuǎn)變。本文針對(duì)當(dāng)前三維輪機(jī)模擬器中虛擬角色漫游功能單一和漫游質(zhì)量一般的問(wèn)題,提出采用改進(jìn)A*算法實(shí)現(xiàn)虛擬角色對(duì)單目標(biāo)的自動(dòng)漫游,并在此基礎(chǔ)上,將遺傳算法與A*算法結(jié)合以實(shí)現(xiàn)虛擬角色對(duì)多目標(biāo)的自動(dòng)漫游。以“育鯤”輪虛擬機(jī)艙為實(shí)例,成功進(jìn)行了虛擬角色自動(dòng)漫游仿真實(shí)驗(yàn)。本文主要做了以下幾方面的工作:采用冗余節(jié)點(diǎn)剔除法、引入斥力函數(shù)、引入雙向機(jī)制對(duì)傳統(tǒng)A*算法進(jìn)行改進(jìn),優(yōu)化規(guī)劃路徑的質(zhì)量。采用冗余節(jié)點(diǎn)剔除法對(duì)A*算法進(jìn)行了平滑處理,解決了傳統(tǒng)A*算法無(wú)效轉(zhuǎn)折點(diǎn)過(guò)多的問(wèn)題;引入了斥力函數(shù)對(duì)A*算法進(jìn)行了安全處理,解決了路徑緊貼障礙物的問(wèn)題;針對(duì)改進(jìn)后的A*算法效率明顯降低的問(wèn)題,將雙向搜索機(jī)制引入到A*算法中,并對(duì)雙向搜索機(jī)制進(jìn)行了優(yōu)化。在MATLAB中進(jìn)行路徑規(guī)劃仿真實(shí)驗(yàn)證明了改進(jìn)算法的有效性。將遺傳算法和改進(jìn)A*算法相結(jié)合,并對(duì)遺傳A*算法進(jìn)行聚類改進(jìn),實(shí)現(xiàn)對(duì)多目標(biāo)的路徑規(guī)劃功能。將遺傳算法引入到改進(jìn)A*算法中,使其可進(jìn)行對(duì)多目標(biāo)的路徑規(guī)劃,擴(kuò)展了漫游功能;針對(duì)因船舶機(jī)艙設(shè)備密度大而導(dǎo)致的漫游不流暢的問(wèn)題,對(duì)遺傳A...

【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)
        1.2.1 路徑規(guī)劃研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)
        1.2.2 船舶機(jī)艙虛擬漫游功能研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)
    1.3 論文組織架構(gòu)
2 路徑規(guī)劃基本理論
    2.1 路徑規(guī)劃算法概述
        2.1.1 圖的遍歷算法
        2.1.2 貪心算法
        2.1.3 Dijkstra算法
        2.1.4 傳統(tǒng)A^*算法
    2.2 場(chǎng)景地圖表示方法概述
        2.2.1 柵格法
        2.2.2 四叉樹法
        2.2.3 可見點(diǎn)法
        2.2.4 導(dǎo)航網(wǎng)格法
    2.3 本章小結(jié)
3 基于改進(jìn)A^*算法的單目標(biāo)路徑規(guī)劃
    3.1 對(duì)傳統(tǒng)A^*算法的路徑分析
    3.2 對(duì)A^*算法的平滑處理
        3.2.1 平滑處理原理
        3.2.2 平滑處理A*算法仿真實(shí)驗(yàn)
    3.3 對(duì)A^*算法的安全處理
        3.3.1 安全處理原理
        3.3.2 安全處理A^*算法仿真實(shí)驗(yàn)
    3.4 對(duì)A^*算法的雙向改進(jìn)
        3.4.1 雙向改進(jìn)原理
        3.4.2 雙向A^*算法仿真實(shí)驗(yàn)
    3.5 本章小結(jié)
4 基于遺傳A^*算法的多目標(biāo)路徑規(guī)劃
    4.1 遺傳算法的基本理論
    4.2 多目標(biāo)路徑規(guī)劃算法原理
        4.2.1 編碼
        4.2.2 種群初始化
        4.2.3 適應(yīng)度函數(shù)
        4.2.4 遺傳操作
        4.2.5 進(jìn)化逆轉(zhuǎn)
    4.3 多目標(biāo)路徑規(guī)劃仿真實(shí)驗(yàn)
    4.4 對(duì)遺傳A^*算法的聚類改進(jìn)
        4.4.1 聚類改進(jìn)的原理
        4.4.2 聚類改進(jìn)遺傳A^*算法
        4.4.3 聚類改進(jìn)遺傳A^*算法仿真實(shí)驗(yàn)
    4.5 本章小結(jié)
5 船舶虛擬機(jī)艙自動(dòng)漫游功能的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    5.1 Unity3d引擎簡(jiǎn)介
    5.2 船舶虛擬機(jī)艙場(chǎng)景的建立
        5.2.1 船舶虛擬機(jī)艙模型建立
        5.2.2 虛擬角色模型建立
    5.3 自動(dòng)漫游功能的組成
        5.3.1 視角切換功能
        5.3.2 跨地圖路徑規(guī)劃功能
        5.3.3 場(chǎng)景中障礙物的設(shè)置
        5.3.4 小地圖的制作
        5.3.5 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)漫游功能相關(guān)腳本
    5.4 船舶虛擬機(jī)艙自動(dòng)漫游仿真實(shí)驗(yàn)
        5.4.1 對(duì)單目標(biāo)的自動(dòng)漫游仿真實(shí)驗(yàn)
        5.4.2 對(duì)多目標(biāo)的自動(dòng)漫游仿真實(shí)驗(yàn)
    5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士學(xué)位期間的科研成果



本文編號(hào)：3770602