水下無人航行器快速航路規(guī)劃方法研究.pdf

1、航路規(guī)劃技術(shù)是決定水下無人航行器(UUV)智能化水平高低的關(guān)鍵技術(shù)，它是自主導(dǎo)航中的一個(gè)重要組成部分，對(duì)于水下無人航行器來說，在有障礙物以及其它限制條件存在的條件下沿著一條安全隱蔽、耗費(fèi)代價(jià)小的路徑是很重要的，但是尋找出這樣一條航路是很復(fù)雜的。本文主要研究海洋環(huán)境下水下無人航行器的快速航路規(guī)劃方法，先為海洋環(huán)境建立規(guī)劃空間模型，然后在該模型上進(jìn)行航路規(guī)劃方法研究。
　　在論文中，首先對(duì)水下無人航行器航路規(guī)劃的研究背景、意義以及國(guó)內(nèi)

2、外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹，并簡(jiǎn)要描述了幾種具有代表性的航路規(guī)劃算法。同時(shí)分析了復(fù)雜海洋環(huán)境下的航路規(guī)劃問題，就如何為復(fù)雜海洋環(huán)境構(gòu)建一個(gè)合理的環(huán)境模型這一問題展開了研究。先對(duì)環(huán)境模型數(shù)據(jù)來源矢量電子海圖進(jìn)行了介紹，然后詳細(xì)說明了復(fù)雜海洋環(huán)境模型建立過程，按所有的網(wǎng)格尺度大小一致的原則對(duì)整個(gè)規(guī)劃區(qū)域進(jìn)行等網(wǎng)格劃分，再對(duì)每個(gè)網(wǎng)格進(jìn)行環(huán)境約束區(qū)域?qū)傩詷?biāo)記。
　　在復(fù)雜海洋環(huán)境模型的基礎(chǔ)上，本文提出了基于通視性分析的快速航路方法，該方法使用“

3、邊走邊看”的策略，對(duì)航行器的當(dāng)前位置和目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行通視性檢查，然后決定如何前進(jìn)。經(jīng)過多次通視性檢查后，航行器可以避開各種環(huán)境約束區(qū)域到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。該方法針對(duì)海洋環(huán)境范圍大但各種約束區(qū)域分布比較稀疏的特點(diǎn)十分有效，它的主要優(yōu)點(diǎn)就是規(guī)劃速度很快。但是由于“邊走邊看”的策略本質(zhì)上是一種“貪心”算法，其規(guī)劃結(jié)果的最優(yōu)性難以得到保證。在通視性檢查的基礎(chǔ)上，本文又提出了基于通視代價(jià)估計(jì)的啟發(fā)式航路規(guī)劃方法，該方法利用通視代價(jià)作為搜索啟發(fā)信息，可以保證規(guī)