【摘要】：近年來,隨著海洋資源被不斷地探索以及國際形勢的不斷復雜化,世界各國把國防與外交重點不斷向海洋轉移,探索海洋、開發(fā)海洋資源成為了各個國家的關注重點。因此,無人艇受到了前所未有的關注。為航行在水面上的無人艇設計一條合理的路徑、實時避障以及處理危急狀況已經成為無人艇研究的重點方向。本文對無人艇路徑規(guī)劃進行了深入研究,設計了無人艇在未知環(huán)境下局部路徑規(guī)劃與全局路徑規(guī)劃相結合的方法,對無人艇進行路徑規(guī)劃。本文首先對無人艇在國內外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進行了介紹,然后對無人艇路徑規(guī)劃方法進行介紹,其中主要包括環(huán)境建模與路徑搜索,最后對無人艇進行路徑規(guī)劃。本文通過全局規(guī)劃在已知的電子海圖上為無人艇規(guī)劃出離線路徑,首先進行環(huán)境建模,將二維環(huán)境模型以柵格模型表示出來,然后在柵格模型中搜索出最優(yōu)路徑,并把搜索到的路徑做光滑處理,最后把規(guī)劃出的路徑在S-57格式海圖軟件中進行顯示驗證,從而得到無人艇局部規(guī)劃時所需的離線路徑。既保證了路徑規(guī)劃的精度,同時又實現(xiàn)了路徑搜索效率,很好地解決了無人艇全局路徑規(guī)劃問題。把通過全局規(guī)劃得到的離線路徑作為無人艇的既定航線,無人艇進行局部規(guī)劃。對于無人艇的局部規(guī)劃,本文設計了一種基于模糊避障的滾動窗口路徑規(guī)劃方法,其中無人艇以滾動窗口的方式在設定好的航線上向前行駛,根據模糊控制中的模糊規(guī)則對于航線中遇到的未知障礙物進行規(guī)避,并且避障后還能繼續(xù)向著既定目標點航行。最后通過仿真實驗表明,該方法能高效、安全地實現(xiàn)對障礙物的智能避碰,為無人艇在海上完成各種任務提供了堅實的基礎。
【圖文】：

圖 1.1 國外無人艇主要類型.2 所示，為“斯巴達偵察兵”無人艇[7]，，該無人艇是由美國軍法國等一些歐洲國家一起研制的，是美國眾多無人艇中最為無人艇目的在于保護軍隊，隨著技術的不斷改進，目前其等多種功能。，存在于早期。水雷行并執(zhí)行各項任務。用途：反潛前處于研究探用途：反潛、美國反潛戰(zhàn)跟蹤無美國 以色列德國 英國斯巴達偵察兵”海狐”“保護者”“銀色林魚”“哨兵”“衛(wèi)兵”“哨兵”

圖 1.3 “保護者”號無人艇，西方發(fā)達國家在無人艇研究領域處于領先地位。各個計理念，根據任務需求搭載不同裝備對無人艇進行設計控制無人艇完成對應的任務。目前無人艇正向著模塊化展。無人艇發(fā)展現(xiàn)狀種種原因在無人艇研制方面起步稍晚，所以目前發(fā)展狀定差距，但是我國無人艇已從最初的概念設計階段逐漸4 所示的“天象 1 號”無人船搭載了多個功能模塊，其中、視覺傳感器、圖像實時處理以及自動巡航等。該無人研制的“XG-2”號無人艇的基礎上研制的，當時代表了
【學位授予單位】：天津理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：U674.77;U675.81

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本文編號：2608601