【摘 要】
：
随着国际贸易量日趋增加,海上运输业务飞速发展,无人船（Unmanned Surface Vehicle,USV）作为海上运输的新方式,具有巨大的商业价值和军事价值。其中,作为无人船核心技术之一的路径规划,受到了广大海上运输业和科研工作者的密切关注。因此,在已知海洋环境中可以获得一条距离短、成本低、安全性高的船舶航行路径成为了航海领域最热门的研究方向之一。首先,本文针对路径规划问题的特点选择采用栅格
论文部分内容阅读
随着国际贸易量日趋增加,海上运输业务飞速发展,无人船（Unmanned Surface Vehicle,USV）作为海上运输的新方式,具有巨大的商业价值和军事价值。其中,作为无人船核心技术之一的路径规划,受到了广大海上运输业和科研工作者的密切关注。因此,在已知海洋环境中可以获得一条距离短、成本低、安全性高的船舶航行路径成为了航海领域最热门的研究方向之一。首先,本文针对路径规划问题的特点选择采用栅格法建立海洋环境模型,分别利用粒子群算法（Particle Swarm Optimization,PSO）和人工蜂群算法（Artificial Bee Colony,ABC）进行路径规划仿真实验,实验结果显示两种算法规划出来的路径长、拐点多、搜索效率低,不满足无人船安全航行的要求;其次,为了提高船舶航行路径的质量,增强算法的全局搜索能力,结合粒子群算法和人工蜂群算法的优势,提出了一种粒子-人工蜂群混合算法,不但增强了算法的全局搜索能力,加快了算法的收敛速度,而且路径质量相对提高,加快了搜索速率;再次,为了进一步优化船舶航行路径,针对人工蜂群算法收敛速度慢、容易陷入局部最优的缺点,优化随机搜索方程和概率选择公式,引入小步长侦察蜂、引入禁忌搜索策略,并融合粒子群算法提出一种改进粒子-人工蜂群混合算法并再次进行路径规划仿真实验,结果显示不但加快了算法的收敛速度,解决了容易陷入局部最优的问题,并且路径长度更短、拐点数更少;最后,为了验证算法改进策略的有效性和可行性,本文进行了不同分辨率栅格地图下的仿真实验,结果表明相比较于人工蜂群算法和粒子-人工蜂群混合算法,改进后的混合算法规划出来的路径在长度、拐点数、计算速度等方面都更优,证明了改进策略的有效性和可行性。本文较为系统地分析了路径规划研究方法,通过对人工蜂群算法进行改进,并融合粒子群算法提出了一种改进粒子-人工蜂群混合算法。从仿真实验结果可知,利用该算法规划的路径短、拐点少,使得航行成本低、航行环境更加安全。同时,本方法在无人船航行过程中搜索路径的时间更短,具有实时性。因此,本文提出的改进方法在应用于无人船路径规划时具有有效性和可行性,且具有实际意义。
其他文献
随着我国经济的快速发展与对海洋自然资源开发程度的不断加深,海上活动变得愈加频繁,与此同时,海上遇险事故的发生率也在不断上升。频发的海上事故严重威胁着海上工作人员的生命和财产安全,海上应急救援是必须守住的保障遇险人员生命和财产安全的最后一道防线。近年来,我国海洋经济和资源开发活动逐步向深远海拓展,提高深远海应急救援保障能力已成为我国海洋强国战略实施过程中的迫切需求。因此,为提高深远海应急救援保障能力
及时、准确地探测船舶尾气中排放的SO2气体浓度对有效控制SO2气体排放、减少大气污染、监管船舶用油的硫含量具有重要意义。目前,船舶尾气SO2排放浓度监测主要采用在线采样方法,部分地区也逐步开展嗅探方法研究。但这两种方法监测效率低,且难以得到SO2浓度的二维分布和扩散情况。随着光学探测技术的发展,光学遥感探测手段被逐步应用于船舶尾气监测领域,例如差分吸收光谱技术、激光雷达技术和紫外成像遥感监测技术等
船舶的安全是保障航运业发展的基础,船舶的风险级别可以反映出船舶的安全水平。根据不同风险级别的船舶特点,船舶所在船公司和船舶的监管机构可对船舶采取相应的管理措施让船舶达到可接受的风险范围内,从而能够有效地保证船舶的安全。因此,研究船舶的风险评级对提升船舶的安全水平有着积极的意义,并且对于保障航运业的发展有很大的助益作用。首先,本文明确了所使用的船舶风险评级方法并建立了船舶风险评级指标体系。在归纳船舶
随着全球海洋经济的蓬勃发展,船舶综合能源系统作为先进能源网络与信息技术深度融合的新型能源架构,是航运业能源领域未来发展的必由之路。船舶综合能源系统耦合电、热等多种能源,整合新型可再生能源与传统化石能源,消纳高比例新能源,可实现电、热等多种能源间的协同优化,被视为是解决能源危机、治理环境污染的关键技术,是摆脱海洋经济发展与能源短缺间矛盾制约、响应“碳达峰,碳中和”战略目标、提升能源利用效率、保障供能
世界经济快速发展的同时带来了严重的能源危机与明显的环境污染问题,在倡导低碳环保清洁理念的大环境下,船用燃料的转型升级受到了越多越多船公司的重点关注。作为一种高热值、低污染的绿色能源,LNG燃料的推广将逐渐影响传统石油燃料在航运业的应用地位。近年来,LNG燃料动力船舶的建造数量及营运数量均呈现上涨态势,在此背景下,船用LNG燃料的加注需求明显增大。单纯通过岸站或槽车实施加注作业暴露出诸多弊端,LNG
北极水域复杂的海冰冰情条件严重影响着北极航道的可通航性,不同冰级的船舶在不同冰情的水域航行时面临不同的航行风险,其相应的通航能力也不相同。因此,结合船舶冰级对北极航道的航行风险进行定量分析,并确定航道可通航的窗口期及关键水域,定量掌握北极航道的通航能力,具有重要的实际意义。本文基于极地操作限制评估风险指数系统POLARIS中的航行风险量化模型,结合“永盛”轮船舶冰级IA级和北极东北航道、西北航道的
＜正＞解读一篇经典文本，既需要宏观视角，又需要从细节处进行雕琢。鲁迅先生的《藤野先生》，在初中语文教材中一直有着重要的地位，对于这篇文本的解读，往往都是宏观视角充足而微观视角不够，当然这是有其原因的，传统的教学评价加上相对有限的教学时间，使得教师每次新教授这篇课文的时候，必然首先将教学的重心放在宏观解读上。但是这并不意味着没有突破途径，
随着科学技术的快速发展,海事领域各项评估考试逐渐趋于智能化,由线下笔试转为在线机考。目前,关于客观题的评分工作可由计算机全面代劳,而针对主观题的评分仍是以人工阅卷为主,由于人工阅卷的方式存在种种弊端,使得评分结果的准确性和客观性得不到保障,因此针对海事领域主观题自动评分技术的研究势在必行。本文以电子海图显示与信息系统（Electronic Chart Display and Information
通过无人船获取水面上的环境信息,是无人船环境感知研究领域中的热点内容。同步定位与地图构建（Simultaneous Localization and Mapping,SLAM）,目前主要被采用于无人车与机器人感知领域,如何将SLAM算法与无人船感知算法进行匹配融合,是实现水面环境感知的关键。本文在视觉SLAM原有基础上,提出了一种基于改进ORBSLAM的多传感器融合算法,所提出的算法改进了原有的视
本文以船舶在海上执行航行任务时会遇到障碍船舶为工程背景,针对“全局与局部制导”、“控制算法鲁棒性”以及“理论算法可行性”3个关键要素,将欠驱动船舶的路径跟踪控制任务分为制导与控制两个模块进行深入研究,目标是设计一套考虑航海实践和实际应用的欠驱动船舶智能化避碰制导与控制系统,将对现有的欠驱动船舶制导与控制理论研究成果进行总结与延伸,为海洋船舶自动化的发展贡献一份力量。所做的主要研究工作可总结为以下两