基于蜂窝结构的多无人艇协同区域探测研究

发布时间：2020-07-10 09:48

【摘要】：随着无人艇技术的快速发展,利用无人艇执行水域勘测任务已成为当今社会一大重要需求。随着任务需求愈发复杂,任务难度不断加大,以单艘无人艇进行作业会变得效率低下,且在浅水区域或一些特殊任务环境下的狭窄区域,大型无人艇无法正常通行。针对这些问题,本文利用实验室自主研发的小型无人探测艇,提出一套基于蜂窝结构的多无人艇协同区域探测方案,具体研究工作包含如下:(1)针对环境区域划分问题,本文结合栅格法和单元分解法的优点,并借鉴蜂窝网络的思想,提出一种基于蜂窝结构的子区域划分方式,将待测环境划分成多个均匀分布的正六边形子区域,并将障碍物区域和自由区域划分开来。正六边形子区域的大小相同且相邻子区域之间的间距相同,既有利于子区域之间的衔接,也有利于后期对各无人艇的任务区域均衡分配。(2)针对区域内主体行进方式问题,根据正六边形子区域的特征以及实验室小型无人艇的结构限制,本文提出一种基于类阿基米德螺线的主体行进方式,使其不仅在正六边形子区域内有较高的覆盖率,且能保证无人艇在行进过程中探测点均匀分布,同时可以让无人艇始终以匀速率的方式行进,具有很高的能效。(3)针对多无人艇任务区域分配问题,结合待测区域以蜂窝结构划分的特点,本文提出一种基于能耗均衡的任务区域分配方式,使得各无人艇所分配的任务区域面积大小相当,在主体行进方式相同的情况下即能保证各无人艇的能耗相对均衡。(4)针对上述研究内容,在MATLAB软件环境下进行了相关算法的仿真与分析,以证明其可行性,并利用实验室自主研发的小型无人艇进行了室外初步实验。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U664.82
【图文】：

实验室自主研发的小型无人探测艇进行研究，在套基于蜂窝结构的多无人艇协同区域探测方案上，提出一种基于类阿基米德螺线的区域内主体法使得各艘无人艇的任务区域面积大小相当，整现状外研究现状算机技术和人工智能技术水平的不断提高，无人加大了对无人艇的研发力度，其中以美国和以处于世界领先地位，主导着无人艇研究的发展方由美国海军水下作战中心在 2002 年与多家科技“斯巴达侦察兵”号无人艇，它具有模块多样化能够完成海上情报收集、目标监视和侦察等军事

图 1-2 无人艇发展的四个级别一样，以色列在无人艇研制方面同样取得诸多成就。由以色列研艇于 2003 年交付于以色列海军部队，如图 1-3 所示。“保护者”达侦察兵”无人艇的优势之外，着重考虑了隐身性的功能，综种海上军事任务[18]。2005 年以色列研制的“Stingary”号无人艇好等优点，可完成海岸物标识别、智能巡逻等多项任务[19]。2007中型“Silver Marlin”号无人艇，具备自主规划、自主导航、自主功能，可在军事作战中提供有力的帮助[20]。

图 1-2 无人艇发展的四个级别一样，以色列在无人艇研制方面同样取得诸多成就。由以色列研艇于 2003 年交付于以色列海军部队，如图 1-3 所示。“保护者”达侦察兵”无人艇的优势之外，着重考虑了隐身性的功能，综合种海上军事任务[18]。2005 年以色列研制的“Stingary”号无人艇好等优点，可完成海岸物标识别、智能巡逻等多项任务[19]。2007中型“Silver Marlin”号无人艇，具备自主规划、自主导航、自主功能，可在军事作战中提供有力的帮助[20]。

【参考文献】

相关期刊论文 前9条

1 万接喜;;外军无人水面艇发展现状与趋势[J];国防科技;2014年05期

2 简毅;张月;;移动机器人全局覆盖路径规划算法研究进展与展望[J];计算机应用;2014年10期

3 马天宇;杨松林;王涛涛;辛磊;陈q

本文编号：2748758