水面无人集群监控系统与避障规划研究

发布时间：2020-03-28 01:33

【摘要】：水面无人集群作为未来海洋战场重要的作战手段一直受到广泛关注。然而复杂的战场环境、诸多的干扰因素、广泛的分布范围使得对水面无人集群指挥控制变得尤为困难,因此针对水面无人集群的监控系统具有极高的研究价值。本文研究的课题为“海空天综合预警信息支持下的海洋无人作业集群”,项目的首要任务是搭建一个能够用于水面无人集群的监控系统,监控系统能实时获取并显示集群中无人艇的位置、航向与搭载的传感器数据等信息,同时为集群的运动路径进行规划和控制。本文分为三个部分第一部分为无人艇集群的设计思路和组成架构,主要包括无人艇集群的通信与控制系统硬件架构、无人艇船体结构与动力装置等,介绍了基于GPS-RTK方法的无人艇集群高精度位置信息获取方法。第二部分为水面无人集群监控软件的开发,主要包括监控软件的总体架构与各模块的详细功能介绍,通过无人艇集群的湖试初步验证了整个监控系统的性能。第三部分则提出了一种用于集群中单个无人艇的避障规划算法,并在监控系统的卫星地图上对算法进行了初步的仿真模拟研究,结果显示在障碍物常规分布的条件下无人艇能安全的绕开随机设置的障碍物,为后续更加复杂与智能的算法研究应用验证打下基础。
【图文】：

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文突破需要的关键技术[10]。其中不乏麻省理工、加州大学和约翰霍知名大学。2014 年美国海军利用 13 艘水面无人艇完成了代号为群自动控制实验[11]，，如图 1.1 所示。其中有 5 艘无人艇具备自主波雷达、红外仪等探测设备、由直升机提供目标位置信息，另外实验中无人集群通过自主协调完成了对目标包围与拦截的操作。

实验中无人集群通过自主协调完成了对目标包围与拦截的操作。图 1. 1 水面无人艇集群“蜂群”实验[12]最近，麻省理工学院的 John J.Leonard 教授团队利用多艘水面橡皮艇和水下潜完成了水面无人集群和水下设备的联合导航实验，如图 1.2、图 1.3。初步形成洋水上水下无人集群监控一体化[13]。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U674.7

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 宋磊;;全球自主:国外无人水面艇未来发展及关键技术[J];军事文摘;2015年13期

2 李坡;张志雄;赵希庆;;美海军无人作战平台现状及发展趋势分析[J];装备学院学报;2014年03期

3 马天宇;杨松林;王涛涛;辛磊;陈q

本文编号：2603712