發(fā)布時(shí)間：2023-04-09 03:40

　　無(wú)人水面艇(Unmanned Surface Vessel,USV)作為進(jìn)行海洋科學(xué)探索與研究的重要載體平臺(tái),其航行的路徑規(guī)劃是重要的核心研究?jī)?nèi)容之一。隨著無(wú)人水面艇的應(yīng)用不斷拓展,單一的無(wú)人水面艇路徑規(guī)劃算法已經(jīng)無(wú)法滿足復(fù)雜多變的海洋環(huán)境,越來(lái)越多的研究針對(duì)算法的局限性進(jìn)行不斷的改進(jìn)和優(yōu)化,同時(shí)從多種算法的融合以及智能算法的引入等等方面來(lái)對(duì)路徑進(jìn)行更好的規(guī)劃。因此,為解決單一算法在無(wú)人水面艇航行期間對(duì)路徑選擇造成的局限性,重點(diǎn)研究了多種路徑規(guī)劃算法的混合優(yōu)化,同時(shí)加入諸多外界的影響因素以便能夠?yàn)闊o(wú)人水面艇提供更適合的航行路徑。本文以大連海事大學(xué)“藍(lán)信”號(hào)高速無(wú)人水面艇為研究對(duì)象,針對(duì)無(wú)人水面艇全局路徑規(guī)劃的優(yōu)化問(wèn)題,進(jìn)行了相關(guān)研究,主要研究?jī)?nèi)容有:首先,對(duì)國(guó)內(nèi)外應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域的路徑規(guī)劃算法以及相應(yīng)的改進(jìn)優(yōu)化進(jìn)行了分析,著重對(duì)無(wú)人水面艇的路徑規(guī)劃現(xiàn)狀進(jìn)行了研究。通過(guò)了解各種算法的優(yōu)化思想并結(jié)合算法本身的特點(diǎn),提出了全局路徑規(guī)劃的混合優(yōu)化方法。該方法首先對(duì)加載的海域環(huán)境信息使用A*算法進(jìn)行預(yù)處理以提高遺傳算法生成初始可行種群的概率,對(duì)預(yù)處理后的可行區(qū)域考慮安全性、平滑性和經(jīng)濟(jì)性三種因素,...

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外路徑規(guī)劃研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)內(nèi)外路徑規(guī)劃研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)外無(wú)人艇路徑規(guī)劃研究現(xiàn)狀
        1.2.3 海洋環(huán)境影響下的路徑規(guī)劃
    1.3 論文研究的主要內(nèi)容
2 三種全局路徑規(guī)劃算法
    2.1 A^*算法
        2.1.1 A^*算法原理
        2.1.2 A^*算法特點(diǎn)
    2.2 遺傳算法
        2.2.1 遺傳算法原理
        2.2.2 遺傳算法特點(diǎn)
    2.3 人工勢(shì)場(chǎng)法
        2.3.1 人工勢(shì)場(chǎng)法原理
        2.3.2 人工勢(shì)場(chǎng)法特點(diǎn)
    2.4 小結(jié)
3 全局路徑規(guī)劃的混合優(yōu)化
    3.1 環(huán)境建模
        3.1.1 灰度化
        3.1.2 二值化
        3.1.3 輪廓提取
    3.2 A^*算法預(yù)處理
    3.3 遺傳算法改進(jìn)
        3.3.1 種群初始化
        3.3.2 適應(yīng)度函數(shù)的選擇
        3.3.3 進(jìn)化算子
        3.3.4 可行路徑的優(yōu)化與選擇
    3.4 建立評(píng)價(jià)函數(shù)
    3.5 仿真結(jié)果及分析
    3.6 小結(jié)
4 考慮航行環(huán)境因素的全局路徑規(guī)劃研究
    4.1 航行環(huán)境影響概述
    4.2 風(fēng)、浪、流對(duì)無(wú)人艇航行的影響
        4.2.1 風(fēng)的影響
        4.2.2 浪的影響
        4.2.3 流的影響
    4.3 雨、雪、霧對(duì)無(wú)人艇航行的影響
        4.3.1 雨的影響
        4.3.2 雪的影響
        4.3.3 霧的影響
    4.4 考慮航行環(huán)境因素的全局路徑規(guī)劃算法研究
        4.4.1 環(huán)境建模
        4.4.2 安全性約束條件
        4.4.3 經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化
    4.5 仿真結(jié)果及分析
        4.5.1 淺海區(qū)域仿真分析
        4.5.2 深海區(qū)域仿真分析
    4.6 小結(jié)
5 無(wú)人水面艇全局路徑規(guī)劃平臺(tái)設(shè)計(jì)
    5.1 引言
    5.2 平臺(tái)程序設(shè)計(jì)
    5.3 平臺(tái)功能設(shè)計(jì)
        5.3.1 海圖加載功能
        5.3.2 路徑起點(diǎn)及終點(diǎn)設(shè)置功能
        5.3.3 海況模擬功能
        5.3.4 路徑規(guī)劃功能
    5.4 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)：3786998