面向海洋环境的算法融合策略路径规划研究

发布时间：2020-03-23 22:43

【摘要】：路径规划及其优化方法是人工智能大数据时代背景下重要的组成部分,而其中有关海洋背景的路径规划研究较少。在当前海洋环境亟待开发和波浪滑翔机多功能海洋作业平台的普及和实践背景下,以往的寻路算法还有较多问题需要解决。鉴于此,本文在引入海洋特性代价函数的A星算法与多策略优化方法的蚁群算法相结合的思想下,针对性的研究了面向海洋环境的算法融合策略路径规划。主要进行了以下研究工作:研究提出了面向海洋环境路径规划的一种多策略优化蚁群算法ACA-Mso(Ant Colony Algorithm based on Multi-strategy optimization)。该算法通过种群的信息素更新、预演变优化策略、状态概率选择公式设计以及对称路径优化等多策略,来改善收敛时间较长、找寻最优解迭代次数较多、对称路径选择规则模糊等缺点。之后将ACA-Mso算法和改进代价函数的A星算法进行融合。新的融合算法中,对蚁群算法前期迭代过程效率进行优化提升。通过实例求解表明,ACA-Mso算法相比其他两种算法效率较高,在收敛时间、路径长度、选择对称路径提高最优解质量等方面效果显著;而与ACA-Mso算法、A星算法相比的融合算法在算法运行时间以及保证最优解质量较高方面有一定改善,证明该算法有较强的实践能力。本文研究贡献主要在于将改进蚁群算法ACA-Mso算法与改进代价函数的A星算法相融合,提出一种面向海洋环境的融合算法,该算法将两种算法的优势相互融合以期达到更好的效果,并将该融合算法其应用于海洋背景下的路径规划问题求解。
【图文】：

面临着海洋权益维护、海洋开发、资源勘探系列考验。传统的海洋环境监测手段，，例如调查船浮遥感等都较为费时费力且需耗费大量资源进行维护和及大尺度长时序的特点，波浪驱动的水面滑翔机发展又叫波浪滑翔机，是一种新型的海洋观测平台。该平完成长时间大范围的走航任务，并可以与卫星和基站进而实现对航线的控制以及完成各种收集监测的任务常重要的作用。详细介绍翔机是一种新型的海洋观测平台[19-22]。它是由脐带两部分组成。利用海面水质点以及波浪起伏的特点，下滑翔机产生力的作用，进而产生前进的动力，实现外的动力。并通过搭载常用的传感器，来实现各种观测、军事侦察都有十分重要的意义。

基本蚁群算法流程图
【学位授予单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：O221;U664.82

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本文编号：2597377