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基于带电粒子模型的UUV航路规划方法研究
| 论文题名： | 基于带电粒子模型的UUV航路规划方法研究 |
| 关键词： | 无人水下航行器;航路规划;带电粒子模型;模糊逻辑 |
| 摘要： | 无人水下航行器（Unmanned Underwater Vehicle，UUV）以其成本低、智能化程度高等优点在海洋开发等方面发挥着越来越重要的作用，其中航路规划是实现无人水下航行器自主航行的一项关键技术，但是由于航行器自身约束、规划环境广阔复杂等限制，目前很多航路规划方法存在规划过程耗时长、占用空间大等不足。针对这些不足，本文对无人航行器在复杂环境、多约束条件下基于带电粒子模型航路规划方法展开研究。 论文首先对UUV航路规划问题的研究背景、意义及其研究现状进行了概述。针对复杂海洋环境航路规划问题中的航路规划约束模型建立、规划空间建模等内容展开研究。在上述模型的基础上，本文提出了基于带电粒子模型的航路规划方法。该方法利用规划空间中带电粒子之间电场力的相互作用进行迭代寻优，最终为UUV规划出一条满足约束条件的优化航路。随着航路规划算法的迭代搜索，规划空间中带电粒子的分布状况也在不断发生改变，而带电粒子集合在规划空间中的分布状况很难用准确的数字或者模型来加以描述，因此本文利用模糊逻辑的方法来动态的调节航路规划方法中的加速度和速度参数，使航路规划算法达到较好的搜索寻优效果。随后本文对基于带电粒子模型的航路规划方法和蚁群等航路规划方法进行了多组对比实验，实验表明基于带电粒子模型航路规划方法在保证规划出的航路质量的同时，收敛速度快、规划耗时少。 在分析了固定航路节点数目对航路规划方法的不利影响后，本文提出了变维带电粒子航路规划方法。该方法通过带电粒子维度增减策略和维度融合策略动态的调节航路点数目和带电粒子维数，使其具有较好的规划效果和对不同的规划环境有较强的适应性。最后通过对比实验验证了该航路规划方法的有效性。 |
| 作者： | 赵云钦 |
| 专业： | 模式识别与智能系统 |
| 导师： | 蔡超 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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