水面无人艇智能避碰方法的研究

发布时间：2024-05-10 05:52

　　近些年,随着世界各国之间的形势日益严峻,诸多强国纷纷将军事重心转移到海面上。并且随着无人化科技的发展,无人艇越来越受大家的关注。智能避碰方法是体现水面无人艇智能化的重要一项,目前对这方面的探索研究还不够成熟。本文对水面无人艇的智能避碰进行了深入的详细研究,将智能避碰分为了静态避碰和动态避碰两种。对于静态智能避碰,本文又将其分为了局部避碰和全局避碰。文章首先介绍了本文的选题背景、研究现状以及发展趋势。然后,对无人艇的智能避碰技术进行分析,包括静态障碍物避碰方法研究和动态障碍物避碰方法研究。之后对水面无人艇的避碰过程和避碰机理作了详细阐述,并且对无人艇的三种会遇局面进行了完整的介绍。此外还分析了水面无人艇的运动参数以及碰撞危险度的计算方法,其中碰撞危险度的计算研究是从时间和空间角度进行的。本文在研究水面无人艇静态智能避碰问题时,是从局部智能避碰和全局智能避碰两个方面进行的,采用了遗传算法,迪杰斯特拉算法以及万有引力搜索算法等对水面无人艇进行了路径规划,并且着重设计了基于改进蚁群算法的水面无人艇智能避碰方法研究,该方法在蚁群算法的基础上,通过增加方向角权值这一创新参数,改变了蚂蚁最优路径上的...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景
    1.2 国内外研究现状和水平
        1.2.1 国外水面无人艇的研究现状
        1.2.2 国内水面无人艇的研究现状
    1.3 水面无人艇智能避碰技术
        1.3.1 静态避碰策略
        1.3.2 动态避碰策略
    1.4 本文的主要内容及组织结构
    1.5 本章小结
第2章 水面无人艇避碰机理与运动参数计算
    2.1 水面无人艇避碰机理
    2.2 会遇局势划分
    2.3 运动参数计算
    2.4 碰撞危险度计算
        2.4.1 空间碰撞危险度
        2.4.2 时间碰撞危险度
    2.5 本章小结
第3章 水面无人艇静态避碰方法研究
    3.1 静态避碰问题分析
    3.2 全局路径规划方法
        3.2.1 栅格法
        3.2.2 可视图法
        3.2.3 拓扑法
        3.2.4 粒子群优化算法
        3.2.5 Dijkstra算法
        3.2.6 遗传算法
    3.3 局部路径规划方法
        3.3.1 人工势场法
        3.3.2 狼群算法
        3.3.3 万有引力搜索算法
    3.4 路径规划方法的发展趋势
    3.5 本章小结
第4章 基于改进蚁群算法的水面无人艇智能避碰方法研究
    4.1 问题模型
    4.2 改进蚁群算法
        4.2.1 蚁群算法
        4.2.2 概率选择
        4.2.3 信息素更新
        4.2.4 算法参数改进
        4.2.5 改进蚁群算法流程图
        4.2.6 改进蚁群算法步骤
        4.2.7 基于MATLAB的仿真实验
    4.3 本章小结
第5章 水面无人艇动态避碰策略研究
    5.1 水面无人艇操纵运动模型
    5.2 水面无人艇智能避碰模型
        5.2.1 定常运动模型
        5.2.2 转向运动模型
        5.2.3 变速运动模型
    5.3 水面无人艇智能避碰决策系统的建立
    5.4 水面无人艇动态避碰具体步骤
    5.5 水面无人艇动态避碰决策仿真与分析
        5.5.1 对遇局面避碰仿真图
        5.5.2 交叉局面避碰仿真图
        5.5.3 追越局面避碰仿真图
    5.6 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 研究总结
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间所发表的学术论文及科研成果



本文编号：3968787