本文關(guān)鍵詞：基于電子海圖與速度矢量的多船避碰輔助決策研究

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【摘要】：船舶智能避碰問(wèn)題研究,特別是多目標(biāo)避碰問(wèn)題,一直以來(lái)是智能航海領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和重點(diǎn)。船舶碰撞事故不僅會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡,也會(huì)對(duì)環(huán)境造成巨大破壞。多目標(biāo)的船舶智能輔助避碰系統(tǒng)的研究與應(yīng)用,能減輕船員的勞動(dòng)強(qiáng)度,減少由人為因素引起的船舶碰撞事故,從而在一定程度上保障船舶的安全航行和保護(hù)水域生態(tài)環(huán)境。本文在實(shí)驗(yàn)室“基于多源信息融合的船舶駕駛數(shù)字化仿真關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”課題(該課題獲得湖北省2014年度科技進(jìn)步三等獎(jiǎng))的基礎(chǔ)上,將船舶駕駛、避碰理論和計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)相結(jié)合,以多種類型的船舶模型為本船,在船舶駕駛數(shù)字化仿真平臺(tái)支撐下,利用速度矢量原理對(duì)碰撞危險(xiǎn)和多船避碰問(wèn)題進(jìn)行了較為深入的研究,并在電子海圖上進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。船舶駕駛數(shù)字化仿真平臺(tái)能提供船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(AIS,即Automatic Identification System)、GPS、雷達(dá)等信息。本文在此基礎(chǔ)上,結(jié)合電子海圖,通過(guò)信息融合技術(shù)來(lái)獲取本船周邊相關(guān)障礙物信息,作為多目標(biāo)避碰的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。在探究關(guān)于船舶碰撞危險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法的基礎(chǔ)上,結(jié)合避碰規(guī)則和實(shí)際駕駛中的通常做法,選取了最近會(huì)遇時(shí)間(DCPA)、最近會(huì)遇距離(TCPA)、目標(biāo)間會(huì)遇角度等指標(biāo),并結(jié)合速度矢量原理,建立船舶碰撞危險(xiǎn)度的評(píng)價(jià)模型,綜合評(píng)價(jià)碰撞危險(xiǎn)。在考慮船舶運(yùn)動(dòng)模型的情況下,利用速度矢量原理,提出轉(zhuǎn)向避碰方案,并通過(guò)自動(dòng)舵進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。最后,在船舶駕駛數(shù)字化仿真平臺(tái)支撐下,在電子海圖環(huán)境中進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取的有效性、碰撞危險(xiǎn)評(píng)價(jià)的合理性和轉(zhuǎn)向避碰方案的可行性,為多目標(biāo)船舶避碰提供了一定參考。同時(shí),信息的交互均采用標(biāo)準(zhǔn)的AIS、GPS語(yǔ)句等,這為在實(shí)船上的使用提供了可能。
【關(guān)鍵詞】：多目標(biāo)避碰 速度矢量 碰撞危險(xiǎn) 電子海圖
【學(xué)位授予單位】：武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U675.79
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-13
• 1.1 研究的背景和意義9-10
• 1.1.1 研究的背景9
• 1.1.2 研究的意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容11-12
• 1.4 論文的組織12-13
• 第2章 系統(tǒng)框架與研究基礎(chǔ)13-17
• 2.1 船舶避碰輔助決策系統(tǒng)框架13
• 2.2 研究基礎(chǔ)13-16
• 2.3 小結(jié)16-17
• 第3章 船舶碰撞危險(xiǎn)分析17-25
• 3.1 碰撞危險(xiǎn)度定義17-19
• 3.2 影響碰撞危險(xiǎn)度的主要因素19-20
• 3.3 會(huì)遇局面分析20-21
• 3.4 危險(xiǎn)度計(jì)算21-24
• 3.5 小結(jié)24-25
• 第4章 多源避碰信息的接收和預(yù)處理25-38
• 4.1 電子海圖信息的提取與處理25-29
• 4.2 AIS信息接收與處理29-34
• 4.3 雷達(dá)信息接收與處理34-37
• 4.4 小結(jié)37-38
• 第5章 基于速度矢量的船舶避碰研究38-54
• 5.1 船舶運(yùn)動(dòng)模型選取38-39
• 5.2 基于獎(jiǎng)懲機(jī)制的改進(jìn)蟻群算法的路徑規(guī)劃39-45
• 5.3 基于速度矢量的避碰45-49
• 5.3.1 單避讓目標(biāo)情形45-48
• 5.3.2 多避讓目標(biāo)情形48-49
• 5.4 仿真實(shí)驗(yàn)49-52
• 5.5 小結(jié)52-54
• 第6章 結(jié)論與展望54-56
• 致謝56-57
• 參考文獻(xiàn)57-62
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文62-63
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目63

【相似文獻(xiàn)】

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