深海集矿机自主避障系统研究

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分析MapGIS地理信息系统及Surfer软件在海底地形图研究方面的利弊,提出二者相结合的地形绘制和研究方案。对采用非船载多波束技术所测得的太平洋国际海底区域地形数据经三角剖分、双线性插值、网格化处理、等值线生成及立体三维地形图建立等操作绘制出其相应的海底地形结构。在此基础上制定集矿机初始路径规划方案。   结合深海集矿机的实际作业环境,建立了集矿机的实时避障神经网络模型。该模型采用多传感器融合技术,将声纳传感器采集到的环境信息,进行处理后作为BP神经网络的输入;设定车体的注视向量、转向角和速度作为网络输出;根据集矿机实际行进情况,并综合人的行走经验,设置能够实现实时避障的网络导师训练信号。引入遗传算法对已建立BP避障模型进行改进。仿真结果表明,遗传算法优化后的BP神经网络,能够有效训练达到预期目标,并在很大程度上改善了BP网络的局部极小值问题,使得避障模型更加精准化。采用模糊控制算法设计了导航模糊控制器,并验证了其正确性。   根据实际控制需求,完成由测障声纳、定位声纳和方向罗盘组成的前端采集系统和基于电液控制的液压转向系统设计,利用LabVIEW设计虚拟仪器,将己建模型嵌入LabVIEW流程中,采用LabVIEW和Matlab混合编程方法完成上位机控制程序的编译,实现软硬件的连接,达到实际控制的目的。
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