【摘要】：隨著無人艇技術(shù)的快速發(fā)展,利用無人艇執(zhí)行水域勘測任務(wù)已成為當(dāng)今社會(huì)一大重要需求。隨著任務(wù)需求愈發(fā)復(fù)雜,任務(wù)難度不斷加大,以單艘無人艇進(jìn)行作業(yè)會(huì)變得效率低下,且在淺水區(qū)域或一些特殊任務(wù)環(huán)境下的狹窄區(qū)域,大型無人艇無法正常通行。針對這些問題,本文利用實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的小型無人探測艇,提出一套基于蜂窩結(jié)構(gòu)的多無人艇協(xié)同區(qū)域探測方案,具體研究工作包含如下:(1)針對環(huán)境區(qū)域劃分問題,本文結(jié)合柵格法和單元分解法的優(yōu)點(diǎn),并借鑒蜂窩網(wǎng)絡(luò)的思想,提出一種基于蜂窩結(jié)構(gòu)的子區(qū)域劃分方式,將待測環(huán)境劃分成多個(gè)均勻分布的正六邊形子區(qū)域,并將障礙物區(qū)域和自由區(qū)域劃分開來。正六邊形子區(qū)域的大小相同且相鄰子區(qū)域之間的間距相同,既有利于子區(qū)域之間的銜接,也有利于后期對各無人艇的任務(wù)區(qū)域均衡分配。(2)針對區(qū)域內(nèi)主體行進(jìn)方式問題,根據(jù)正六邊形子區(qū)域的特征以及實(shí)驗(yàn)室小型無人艇的結(jié)構(gòu)限制,本文提出一種基于類阿基米德螺線的主體行進(jìn)方式,使其不僅在正六邊形子區(qū)域內(nèi)有較高的覆蓋率,且能保證無人艇在行進(jìn)過程中探測點(diǎn)均勻分布,同時(shí)可以讓無人艇始終以勻速率的方式行進(jìn),具有很高的能效。(3)針對多無人艇任務(wù)區(qū)域分配問題,結(jié)合待測區(qū)域以蜂窩結(jié)構(gòu)劃分的特點(diǎn),本文提出一種基于能耗均衡的任務(wù)區(qū)域分配方式,使得各無人艇所分配的任務(wù)區(qū)域面積大小相當(dāng),在主體行進(jìn)方式相同的情況下即能保證各無人艇的能耗相對均衡。(4)針對上述研究內(nèi)容,在MATLAB軟件環(huán)境下進(jìn)行了相關(guān)算法的仿真與分析,以證明其可行性,并利用實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的小型無人艇進(jìn)行了室外初步實(shí)驗(yàn)。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U664.82
【圖文】：

實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的小型無人探測艇進(jìn)行研究，在套基于蜂窩結(jié)構(gòu)的多無人艇協(xié)同區(qū)域探測方案上，提出一種基于類阿基米德螺線的區(qū)域內(nèi)主體法使得各艘無人艇的任務(wù)區(qū)域面積大小相當(dāng)，整現(xiàn)狀外研究現(xiàn)狀算機(jī)技術(shù)和人工智能技術(shù)水平的不斷提高，無人加大了對無人艇的研發(fā)力度，其中以美國和以處于世界領(lǐng)先地位，主導(dǎo)著無人艇研究的發(fā)展方由美國海軍水下作戰(zhàn)中心在 2002 年與多家科技“斯巴達(dá)偵察兵”號(hào)無人艇，它具有模塊多樣化能夠完成海上情報(bào)收集、目標(biāo)監(jiān)視和偵察等軍事

圖 1-2 無人艇發(fā)展的四個(gè)級別一樣，以色列在無人艇研制方面同樣取得諸多成就。由以色列研艇于 2003 年交付于以色列海軍部隊(duì)，如圖 1-3 所示�！氨Ｗo(hù)者”達(dá)偵察兵”無人艇的優(yōu)勢之外，著重考慮了隱身性的功能，綜種海上軍事任務(wù)[18]。2005 年以色列研制的“Stingary”號(hào)無人艇好等優(yōu)點(diǎn)，可完成海岸物標(biāo)識(shí)別、智能巡邏等多項(xiàng)任務(wù)[19]。2007中型“Silver Marlin”號(hào)無人艇，具備自主規(guī)劃、自主導(dǎo)航、自主功能，可在軍事作戰(zhàn)中提供有力的幫助[20]。

圖 1-2 無人艇發(fā)展的四個(gè)級別一樣，以色列在無人艇研制方面同樣取得諸多成就。由以色列研艇于 2003 年交付于以色列海軍部隊(duì)，如圖 1-3 所示�！氨Ｗo(hù)者”達(dá)偵察兵”無人艇的優(yōu)勢之外，著重考慮了隱身性的功能，綜合種海上軍事任務(wù)[18]。2005 年以色列研制的“Stingary”號(hào)無人艇好等優(yōu)點(diǎn)，可完成海岸物標(biāo)識(shí)別、智能巡邏等多項(xiàng)任務(wù)[19]。2007中型“Silver Marlin”號(hào)無人艇，具備自主規(guī)劃、自主導(dǎo)航、自主功能，可在軍事作戰(zhàn)中提供有力的幫助[20]。

【參考文獻(xiàn)】

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1 萬接喜;;外軍無人水面艇發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J];國防科技;2014年05期

2 簡毅;張?jiān)?;移動(dòng)機(jī)器人全局覆蓋路徑規(guī)劃算法研究進(jìn)展與展望[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用;2014年10期

3 馬天宇;楊松林;王濤濤;辛磊;陳q

本文編號(hào)：2748758