【摘要】：作為國家經(jīng)濟戰(zhàn)略重要舉措,無人船的研究和應(yīng)用促進了海洋經(jīng)濟發(fā)展,有利于減少海洋運輸成本以及人工成本,具體可應(yīng)用于各類工程礦產(chǎn)、漁業(yè)運輸、船舶和島嶼資源補給,以及海洋測繪與水文監(jiān)測。本文研究無人船的自主航行任務(wù),其技術(shù)核心在于全局路徑規(guī)劃和局部避障,全局規(guī)劃具體包括全局海面環(huán)境信息的獲取和路徑規(guī)劃算法的實現(xiàn),無人船局部避障需要實現(xiàn)障礙物的檢測跟蹤,以便制定避障策略。自主航行技術(shù)對于無人船的投入使用具有重大的意義。本文研究重點在于海面信息的獲取實現(xiàn);全局路徑規(guī)劃算法分析和實現(xiàn);局部避障過程中動態(tài)障礙目標物檢測跟蹤算法研究和實現(xiàn)。相關(guān)研究得到廣東省科技計劃項目(2017B010118002)資金支持。論文主要工作包括:(1)無人船全局海面信息的獲取,通過分析介紹國際標準S-57格式電子海圖理論模型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),研究S-57電子海圖的ISO8211封裝標準,在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)對S-57電子海圖的信息提取,為無人船全局路徑規(guī)劃模塊實現(xiàn)提供環(huán)境地圖信息。(2)無人船全局路徑規(guī)劃算法的實現(xiàn),通過分析現(xiàn)有算法存在時間以及性能上的不足,本文提出使用快速擴展隨機樹算法(RRT)實現(xiàn)無人船的路徑規(guī)劃;根據(jù)實際項目要求,在RRT算法基礎(chǔ)上改進實現(xiàn)多途徑點路徑規(guī)劃算法;并通過實驗驗證算法的有效性;最后實現(xiàn)S-57電子海圖解析顯示以及無人船路徑規(guī)劃系統(tǒng)。(3)針對無人船局部避障過程中對目標持續(xù)準確跟蹤的需求,本文引入長時間目標跟蹤TLD算法并分析存在的不足,利用selective search候選框生成算法以及相關(guān)濾波目標跟蹤算法進行改進,提出TLD_CF目標跟蹤算法,提升TLD算法的精度和魯棒性。最后通過實驗驗證TLD_CF算法在時間以及跟蹤效果上的改進。
【圖文】：

華南理工大學工程碩士學位論文展與繁榮具有非常重大的意義。本論文基于實際應(yīng)用，實現(xiàn)無人船近海運輸自主航行的基本功能。已配制實際無人船試驗平臺：一艘全自主開發(fā)的單體、雙發(fā)動機和純電力推進的水面無人船，具有良好的耐波性和機動性。船上配置船載網(wǎng)絡(luò)攝像頭通過RTSP協(xié)議實時獲取攝像頭數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)采集。實驗場地設(shè)置在廣東海洋與水產(chǎn)高科技園區(qū)，進行自主航行功能測試。

圖 1-2 天行一號局路徑規(guī)劃算法研究現(xiàn)狀代無人船自主航行功能實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)之一。無人駕駛研究都涉及路徑規(guī)劃實現(xiàn)。路徑規(guī)劃算法的實現(xiàn)需要根傳統(tǒng)的路徑規(guī)劃算法可以分為幾個大類。一類是模仿大法模仿物體退火降溫過程；人工勢場法是模擬引力場的，例如，柵格法對地圖建模；voronoi 圖法通過多邊形例如蟻群算法，模擬螞蟻尋找食物的過程；遺傳算法，；粒子群優(yōu)化算法，模擬鳥群優(yōu)美而不可預(yù)測的運動。強大的搜索能力，例如 A* 算法、Dijkstra 算法、Flo規(guī)劃算法普遍會結(jié)合多種思想進行優(yōu)化，結(jié)合環(huán)境信息
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：U664.82;U666.1;TP391.41

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 葛偉寬;王保平;;基于柵格圖法的移動物流機器人全局路徑規(guī)劃方法[J];科技通報;2019年11期

2 曾現(xiàn)峰;;基于雙層微粒群優(yōu)化的機器人全局路徑規(guī)劃[J];計算機工程與應(yīng)用;2013年19期

3 高亮;;基于八卦圖的移動機器人全局路徑規(guī)劃[J];機械與電子;2013年01期

4 劉方湖,馬培蓀,陳建平,祝捷,姚沁;五輪鉸接式月球機器人的全局路徑規(guī)劃[J];上海交通大學學報;2001年12期

5 馬林生;仇學禮;侯慶偉;;改進遺傳算法在全局路徑規(guī)劃中的應(yīng)用[J];自動化應(yīng)用;2015年06期

6 蔣明;王Y，

本文編號：2673333