基于改进遗传算法的船舶局部路径规划研究

发布时间：2024-10-05 00:57

　　随着科技的不断进步,使得航运业向着智能化的方向发展,船舶路径规划作为智能航海的重要研究方向,越来越多的科研工作者从事这一领域的研究。路径规划的随机性、约束性强、对环境要求较高的特点使得实现起来有一定困难,但出色的实用价值和便利性备受海员青睐。船舶路径规划作为一个知识体系,涉及信息采集、船舶动力学、人工智能、信息交换等多门学科,伴随国内外科研人员对船舶路径规划的深入研究,大大促进了相关学科的发展,对中国水路运输具有重要意义。本文梳理了国内外船舶路径规划的研究方法和进展,讨论基于船舶运动参数的局部路径规划,利用改进遗传算法建立不同会遇态势下的路径模型,并验证其合理性。论文的主要内容如下:(1)详细阐述船舶避碰过程,结合《避碰规则》对船舶会遇局面定量划分,计算会遇中两船相对运动参数及转向后的运动参数,算得DCPA和TCPA,引入船舶安全会遇距离。利用综合模糊评价法,建立基于DCPA、TCPA、D、B、K、θ的船舶碰撞危险度模型,分析结果的合理性。(2)设计基于遗传算法的局部路径规划,改进算法交叉概率和变异概率,以最短路径、路径平滑度最优、偏移原航线最小、碰撞危险度最小为优化目标,以路径的安全性...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１船舶避碰过程流程图??Ｆｉｇ．?２．?１?Ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｓｈｉｐ?ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ?ａｖｏｉｄａｎｃｅ?ｐｒｏｃｅｓｓ??－６?－??

?基于改进遗传算法的船舶局部路径规划研究???２船舶避碰理论及碰撞危险度模型??２．１船舶避碰过程和会遇态势划分??２．１．１船舶避碰过程分析??合理的船舶操纵是完成避碰的重要手段，近年来，越来越多的专家学者开始把船舶??的自动避碰作为研究工作的重点。海上航行的船舶针对不同会遇局....

图２．２会遇态势方位划分??Ｆｉｇ．?２．?２?Ｅｎｃｏｕｎｔｅｒ?ｓｉｔｕａｔｉｏｎ?ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ?ｄｉｖｉｓｉｏｎ??

?基于改进遗传算法的船舶局部路径规划研究???表２．１会遇局面中的变量定义??Ｔａｂ．?２．１?Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ?ｏｆ?ｖａｒｉａｂｌｅｓ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｓｉｔｕａｔｉｏｎ??ＯＳ（Ｏｗｎ?Ｓｈｉｐ）?ＷＭ??〇ｏｓ?本船航向??ＴＳ?（Ｔａｒｇｅｔ?Ｓｈｉｐ）?目标船??ｅ....

图２．４船舶碰撞危险度曲线??Ｆｉｇ．?２．?４?Ｓｈｉｐ?ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ?ｒｉｓｋ?ｃｕｒｖｅ??当本船在海上航行发现来船时，本船和他船的相关运动数据可通过电子助航设备??（ＥＣＤＩＳ、ＡＩＳ等）获取

?基于改进遗传算法的船舶局部路径规划研究???ＣＲ！?船舶碰捷阶段??ｏ１／！??０．８?｜＼??０７?Ｉ?＼采取打动阶段??°－６?Ｉ?＼??０．５?Ｉ?＼??°＇Ｊ?Ｉ?Ｉ?ｉ￡Ｓ来船动向??０．２?丨?｜??０．１?Ｉ?Ｉ??〇?１＿｜?｜??????由航ｙ?阶段??碰撞距....

图２．５船舶相对运动示意图??Ｆｉｇ．?２．?５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｒｅｌａｔｉｖｅ?ｍｏｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｈｉｐ??－１２?－??

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本文编号：4007352