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原文传递水面无人艇智能避碰方法的研究

论文题名：	水面无人艇智能避碰方法的研究
关键词：	水面无人艇;智能避碰;最优路径;操纵运动
摘要：	近些年，随着世界各国之间的形势日益严峻，诸多强国纷纷将军事重心转移到海面上。并且随着无人化科技的发展，无人艇越来越受大家的关注。智能避碰方法是体现水面无人艇智能化的重要一项，目前对这方面的探索研究还不够成熟。本文对水面无人艇的智能避碰进行了深入的详细研究，将智能避碰分为了静态避碰和动态避碰两种。对于静态智能避碰，本文又将其分为了局部避碰和全局避碰。　　文章首先介绍了本文的选题背景、研究现状以及发展趋势。然后，对无人艇的智能避碰技术进行分析，包括静态障碍物避碰方法研究和动态障碍物避碰方法研究。之后对水面无人艇的避碰过程和避碰机理作了详细阐述，并且对无人艇的三种会遇局面进行了完整的介绍。此外还分析了水面无人艇的运动参数以及碰撞危险度的计算方法，其中碰撞危险度的计算研究是从时间和空间角度进行的。　　本文在研究水面无人艇静态智能避碰问题时，是从局部智能避碰和全局智能避碰两个方面进行的，采用了遗传算法，迪杰斯特拉算法以及万有引力搜索算法等对水面无人艇进行了路径规划，并且着重设计了基于改进蚁群算法的水面无人艇智能避碰方法研究，该方法在蚁群算法的基础上，通过增加方向角权值这一创新参数，改变了蚂蚁最优路径上的选择概率，从而使最终路径达到了最优，优化了路径长度和迭代次数。最终的仿真结果证明改进后的蚁群算法在路径规划和适应度值变化上都具有较好的成效。　　本文在研究水面无人艇的动态智能避碰问题时，首先考虑分析了无人艇的运动操纵模型，海事规则的三种会遇局面以及碰撞危险度等条件，设计了基于操纵运动模型的水面无人艇智能避碰方法研究，主要是通过避碰模型来改变水面无人艇的航向和航速，从而成功完成了水面无人艇对动态障碍物的智能避碰。最后通过仿真实验表明，该方法能高效、安全地实现对动态障碍物的智能避碰，为无人艇完成海上诸多任务提供了强有力的支持和坚实的后盾。
作者：	尚明栋
专业：	控制工程
导师：	朱志宇
授予学位：	硕士
授予学位单位：	江苏科技大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文