【摘 要】
:
无人艇(Unmanned Surface Vehicles,USV)是近年来无人化趋势的产物之一,正被广泛研究并应用于实际中。其中规划系统是无人艇系统中重要组成部分之一,本文以无人艇规划系统为研究课题,使用三层架构的规划系统:全局航迹规划层、航迹局部修正层和局部实时避障层。本文首先介绍了课题研究背景、研究意义和主要研究内容,介绍了无人艇平台的研究现状和无人艇规划系统的研究现状,总结了无人艇现有规划
论文部分内容阅读
无人艇(Unmanned Surface Vehicles,USV)是近年来无人化趋势的产物之一,正被广泛研究并应用于实际中。其中规划系统是无人艇系统中重要组成部分之一,本文以无人艇规划系统为研究课题,使用三层架构的规划系统:全局航迹规划层、航迹局部修正层和局部实时避障层。本文首先介绍了课题研究背景、研究意义和主要研究内容,介绍了无人艇平台的研究现状和无人艇规划系统的研究现状,总结了无人艇现有规划算法存在的问题;其次对本文使用的无人艇实验平台进行研究,并且对无人艇部分运动模型进行深入分析,为后续规划系统的设计奠定了基础;然后对无人艇规划系统的三层架构进行分析,并分别用实验进行分析。在全局航迹规划层中使用栅格化方式处理电子海图信息,提出多约束多目标遗传算法(IMMGA)作为全局航迹规划算法。提出的创新点包括使用基于非支配排序和评价值排序的方式处理约束条件和优化目标、使用基于先验地图和分区域的方式进行种群初始化、使用扩展式染色体编码方式、使用启发式进化方法等。实验证明IMMGA算法可以满足多个约束条件、多个优化目标以及多个航行场景的规划需求,并且该算法在全局航迹规划成功率以及规划速度等方面具备优势。在航迹局部修正层中提出一种适用无人艇且符合COLREGS的海上交通规则,并提出基于三维空间搜索的改进稀疏A*算法(ISA-Star)作为航迹局部修正算法。提出的创新点包括搜索空间以及搜索节点属性的改进、稀疏节点扩展方式等。实验证明ISA-Star算法可以满足各种场景下的避障需求,算法修正结果符合无人艇海上交通规则,并且算法在航迹修正完备性以及规划速度等方面具备优势。在局部实时避障层中使用基于2D栅格图的激光雷达处理方式,提出基于行为的改进动态窗口避障算法(IFCDWA)。创新点包括动态前视距离选取、结合横倾特性的动态窗口创建方式、基于规划场景的评价函数设计等。实验证明IFCDWA算法可以有效实时地躲避近距离障碍物,并且算法在航迹跟踪精度、无人艇横倾安全等方面具备优势。本文最后还用综合实验证明本课题使用的三层架构的规划系统可以很好地完成规划任务,满足无人艇规划需求。
其他文献
本文分析了可持续发展立法的必要性,对可持续发展法律的产生及特征进行分析。认为可持续发展法律是指,符合可持续发展战略的要求,适用于可持续发展时期的法律制度。同时,还对
背景:卵巢癌(ovarian cancer)是居全球发病率第二的女性生殖器恶性肿瘤,其病死率在妇科肿瘤中居于首位,在全球范围内,每年约有20万人被诊断为卵巢癌,12.5万人死于此病。卵巢
大戟科(Euphorbiaceae)植物续随子(Euphorbia lathylris L.)是一种具有开发潜力的能源植物,其种子含油量高且脂肪酸组成与理想的柴油替代品类似。油体是植物种子储存脂类的主
竞技游泳水平竞争较为激烈,也是各国奥运战略的重要方向。竞技游泳运动是广西壮族自治区传统优势运动项目,曾经为国家队输送大批游泳人才,但是受到80年代社会改革发展和国家奥运战略布局的影响,广西游泳后备人才的培养体系受到一定程度的冲击,导致广西竞技游泳运动水平降低。在此背景下对广西竞技游泳现状进行深入分析,为促进广西壮族自治区游泳整体竞技水平提供相应的理论支撑。对于促进全民健身运动的开展和竞技游泳运动的
斜盘式轴向柱塞泵具有工作压力高,功率密度大等特点,是一类目前较为广泛运用的深海油压动力源。柱塞与缸孔间良好的摩擦与配合及可靠的往复运动是柱塞泵输出高压油液的关键。柱塞副作为其对应的主要摩擦副,其优良的润滑性能是柱塞泵正常运转的基础。本文以深海环境油源柱塞副为研究对象,从环境参数对油液介质属性的改变出发,研究水下环境柱塞副的油膜润滑特性,而后分析了柱塞结构改变对柱塞副油膜润滑性能的影响,相关研究可为
目的建立采用流式细胞术(flow cytometry,FCM)测定全血网织血小板(reticulated platelet,RP)比例、并测定富血小板血浆(platelet-rich plasma,PRP)中环氧化酶(cyclooxygenase,COX)-1
近年来,牛支原体在全国呈现流行趋势,而宁夏关于牛支原体的病例也呈现逐年上升趋势,本研究对宁夏地区牛支原体开展了分离鉴定及流行病学的调查,并对牛支原体的药敏试验和培养
由于斜拉桥结构较为复杂,且桥梁在形成过程中会受到各种不利因素的影响,因此,桥梁结构内力和几何结构随着外部条件的变化而变化。为了保证斜拉桥在施工中结构的受力安全及成
电接触材料长期服役于滑动接触环境易磨损失效,故有必要研究开发导电性能优异且减摩效果显著的复合材料。非平衡磁控溅射技术沉积复合薄膜若能满足电接触材料的性能要求,可为此类材料制备提供一种新的技术途径。论文在青铜基体表面通过调节Ag靶溅射电流和溅射偏压沉积制备不同Ag含量掺杂的Cu-Ag薄膜,研究了工艺参数引起的薄膜粗糙度、厚度、Ag含量及微观结构对薄膜面电阻影响规律;分析了薄膜结合力、硬度、摩擦系数和
百脉根(Lotus corniculatus L.),又名五叶草,牛角花,广泛分布于世界各国。百脉根作为重要的蛋白源饲料、豆科绿肥和草场改良绿化体,在畜牧业和草业有着巨大的市场需求。木质