【摘 要】
:
随着人们对海洋研究和开发的不断深入,传统的岸基/空基观测和开发手段已经无法满足当前的需求,海洋无人平台逐渐发展成为弥补传统手段不足的重要方式。作为目前唯一的水面无人移动平台,无人船在近些年来得到了越来越广泛的关注和研究,并在多个行业开始了应用。无人船技术涉及多个学科、多个研究领域,在一定程度上代表着现代海洋科技发展的前沿。然而,目前无人船的自主避碰技术仍是其完全自主化的主要阻碍。此外,无人船执行任
【基金项目】
:
科技部.无人船***技术,国家重点研发计划课题.课题编号:2017YFC1405203,2017-2021; 原国家海洋局.核辐射无人船观测系统研制及海水137Cs快速检测方法研究.海洋公益性行业科研专项子任务.课题编号:201505005-2,2015-2018;
论文部分内容阅读
随着人们对海洋研究和开发的不断深入,传统的岸基/空基观测和开发手段已经无法满足当前的需求,海洋无人平台逐渐发展成为弥补传统手段不足的重要方式。作为目前唯一的水面无人移动平台,无人船在近些年来得到了越来越广泛的关注和研究,并在多个行业开始了应用。无人船技术涉及多个学科、多个研究领域,在一定程度上代表着现代海洋科技发展的前沿。然而,目前无人船的自主避碰技术仍是其完全自主化的主要阻碍。此外,无人船执行任务离不开路径规划过程,在不同的任务需求下执行合适的全局路径规划可以有效提高任务执行的效率。因此,研究无人船的全局路径规划和局部避碰技术具有理论和现实的意义。本文针对无人船的全局路径规划和局部避碰技术进行了研究,主要内容包括以下几个方面:对无人船全局路径规划开展研究,针对常规快速行进平方(Fast March Square,FM~2)方法参数环境适应性差的问题,提出了一种具有环境适应性的近岸距离约束快速行进平方法的规划算法。该方法利用两个近岸距离参数将规划路径中绕行障碍的部分约束于两个参数确定的区域内,在保证无人船安全的基础上获取一条时间准最优且平滑的全局路径。针对大规模栅格地图下全局路径规划计算效率低的问题,提出一种双层空间分辨率地图的快速全局路径规划算法。该算法基于双层空间分辨率地图开展两次路径规划,第一次在低空间分辨率地图内执行初步规划,用于确定有效路径大概率分布的有效区域。第二次在高空间分辨率地图的有效区域内执行精细的路径规划。通过上述处理,可以在不牺牲规划路径精度的情况下有效提高计算效率。针对无人船长航时长航程的局部避碰问题,提出了一种基于单独转向的局部避碰算法。该算法从无人船长航时长航程应用下维持经济转速航行以降低燃油消耗率的需求出发,仅通过转向操作进行避碰。算法通过一个危险评估模型评估碰撞危险,同时引入一个利用距离区间进行表征的转向时机概念,通过该转向时机确定是否执行避碰操作。在一个解析可航角区间以及国际海上避碰规则的共同约束下,生成一个满足转向避碰需求的导航位点来对无人船进行避碰导航。在此基础上,整个局部避碰过程通过一个有限状态机模型进行管理和执行。针对无人船自主航行过程中对全局路径规划和局部避碰的完备性需求,通过引入路径重规划技术将全局路径规划和局部避碰进行有机的结合,形成一种无人船混合路径规划算法。其中,路径重规划技术在全局路径规划的基础上,通过不同情况下的适应性改进得到。该算法在任务执行前进行一次全局路径规划,无人船通过跟踪所规划的全局路径实现导航。无人船航行过程中遇到危险障碍物并执行避碰操作时,通过将路径重规划引入的全局信息与单独转向局部避碰方法有机结合确定临时导航位点进行单独转向避碰,或在紧急避碰情形下执行变速转向避碰。当无人船脱离碰撞危险后,利用路径重规划技术规划剩余准最优路径并进行跟踪。同时,针对无人船混合路径规划算法的大量先期仿真验证需求,设计了一个包含两个无人船真实系统(无人船主控系统和信息显控与通信系统)和两个虚拟功能系统(无人船运动仿真系统和障碍物仿真系统)的半实物仿真系统,用于为混合路径规划算法提供一个尽可能接近无人船实际运行环境的软硬件系统验证平台。
其他文献
国内学术界对女性主义电影理论的译介、解读、评价和理论阐发仍存在较多的空白,这种理论匮乏现状显然难以应对国内近年来出现的带有女性主义色彩的电影创作实践,亦难以从理论层促进电影理论、创作和批评之间的互动。因此,有必要对外国(以英美为主的)女性主义电影理论的兴起、发展和各阶段的主要特征做系统的梳理,并对其理论进行探讨和准确评价,以期为国内的女性主义电影理论研究和批评发展提供可资参考的理论资源。女权主义社
随着我国教育实践的新推进,高校思想政治理论课教学正在创新求变,力求向着多元化、高质量的方向发展。新时代高校思政课教学需要不断更新,引入多重教学内容,创新教法,开拓新思路。而“概论”课在高校思政课程体系中占据着重要席位,需要结合不同强度、深度,基于不同角度、高度展开教学,培养高校学生把握新形势领会新思想,全面地领悟已经迈进了新时代的中国特色社会主义,深刻地感悟习近平新时代中国特色社会主义思想,增强接
多智能体系统(Mulit-agent System,MAS)是由多个具备一定自主能力的计算单元所组成的复杂网络系统。由于具有成本低、鲁棒性强、效率高等优势,MAS目前正在逐渐替代人类,在极为苛刻的环境中执行危险的或单个智能体无法完成的复杂任务。拒止环境是一类导航、通信受限拒止的恶劣环境,是对军事对抗、外太空探索、深海探测等典型任务环境特征的归纳总结。拒止环境中复杂苛刻的外部条件对MAS内部的协同过
近年来,人工智能和大数据的浪潮席卷全球,基于深度学习的技术被广泛应用到各个领域。数学物理反问题是一个交叉学科,它通过数学建模来从观测数据获取高质量的重建结果。目前,基于卷积神经网络的智能成像方法成为诸多领域的研究热点。本文针对地震速度建模与光学成像问题,引入深度卷积神经网络,分别利用监督学习算法、模型驱动和数据驱动结合的优化算法以及无监督学习算法,挖掘数据潜在的先验信息,获取高信噪比成像结果。具体
可穿戴电子设备克服传统医疗设备沉重而笨拙的问题,逐渐呈现高集成度、小型化、低成本的发展趋势,用以实现人体-医疗设备-网络直接或间接相连的目的。现阶段常规使用的可穿戴电子设备往往是硬质且刚性的,这便导致了与人体组织的弹性协调不匹配。柔性可穿戴电子设备因其力学顺应性、延展性、便携性等特点,虽然解决了弹性协调的问题,但是其也存在严重缺陷,例如相比人体组织较低的拉伸延伸率,低透明度、循环载荷下的性能失效以
岸映子(Eiko Kishi,1948年出生于奈良县)是日本现代女性陶艺家,她作品的工艺特点、作品形式表现独具个人特色,以其具有张力的几何形式,高度纹理化,错综复杂的肌理与色彩点缀的作品,在日本、欧洲等大展中崭露头角。无论是在创作理念、工艺技法、作品造型以及装饰纹理上,岸映子的“彩石镶嵌”陶塑作品都极具代表性和个人特色。岸映子从1984年开始创作“彩石镶嵌”这类陶塑作品,至今一直持续了36年。她在
旅游客流量的及时性和准确性分析是我国智慧旅游建设的一个重要研究问题。旅游客流量分析有助于旅游管理相关部门对旅游活动进行有效管理,同时有助于旅游当地的餐饮、住宿、出行、游玩、购物、娱乐等方面的建设和发展。目前旅游业已逐步发展成为我国国民经济的支柱性产业,而澳门是一个典型的旅游城市,旅游业是澳门的支柱产业且占GDP的比重较大。研究澳门旅游客流量能够完善并加强澳门旅游业的建设,对澳门的经济发展具有重要意
雷达船只目标检测在海上交通管理、渔业管理、海上安全和打击走私/偷渡等方面发挥着重要的作用。海态、观测几何和雷达参数是影响海上目标检测的主要因素,其中掠射角是重要因素之一。雷达的探测平台主要有高空和低空平台,前者包括卫星SAR等,一般处于中高掠射角探测模式;后者主要有机载和岸基雷达,受平台高度的限制,低空平台雷达一般处于低掠射角探测模式。此外,两种平台的雷达均处于下视工作模式,海杂波强度大、变化快,
现代战争中夺取制空权是战争胜利不可或缺的首要条件,且高性能的超声速空空导弹是实现这一目标最直接和最有效的武器。面对高度信息化的未来空战环境中超声速空空导弹轻量化、高机动、高制导精度、隐身和多用途等性能挑战,需要找到一种新的弹体飞行姿态调整方法,替代传统的空气舵、燃气舵等方式用以实现上述目标,因此应用涡流发生器的超声速空空导弹飞行姿态主动控制方法越来越多的出现在国内外文献中。但是涡流发生器作用超声速
乾嘉时期,金石学复兴。一时间名家云集,人才济济。众多金石学著作面世,出现了百家争鸣、百花齐放的金石学发展盛况。钱坫是乾嘉时期著名经学家、书法家、金石学家,生平改经证史,善训诂,精考金石碑版,工篆籀。钱坫在清代金石学领域取得了一定成就,是乾嘉时期促进金石学研究风气转变的先锋代表。其金石学著述《十六长乐堂古器款识考》由家藏金石器物汇集而成,最早私家著录金文的专著,也是清代最早使用铭文拓片的书籍。首先,