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基于MOOS平台的多自主水下航行器路径规划
| 论文题名： | 基于MOOS平台的多自主水下航行器路径规划 |
| 关键词： | 自主水下航行器;任务分配;路径规划;MOOS平台 |
| 摘要： | 近年来，人类海洋活动的加强，使自主水下航行器技术得到了迅速发展。随着海洋探索和开发的不断深入，自主水下航行器的任务目标数以及目标区域都在增加，从而导致航行器任务的复杂度随之增加。单个航行器往往无法满足复杂的监测任务和探测需求，越来越多的海洋活动需要多自主水下航行器的参与，因此多航行器的路径规划成为急需解决的科学问题。 多自主水下航行器路径规划涉及到任务分配和路径规划算法两个关键技术，除此之外，有效的软件控制系统也将对多自主水下航行器路径规划的效果产生重要影响。针对多自主水下航行器的路径规划问题，首先，本文提出了组合拍卖算法和遗传算法的组合算法，利用组合拍卖算法将任务指派给各个航行器，从而将多航行器路径规划转变为单航行器路径规划问题,再通过遗传算法解决各航行器路径规划问题，得到航行器的最优路径。其次，针对组合拍卖算法中存在的局部优化问题，提出并改进了k-means聚类算法的同时设计了航行器的任务拍卖策略，以提高多自主水下航行器的任务分配效果。同时，通过改进对遗传算法性能影响较大的交叉变异概率的设置方法，提高路径规划效果。最后，在对自主水下航行器软件控制系统的研究中，本文采用MOOS软件控制系统，以实现对航行器的控制以及完成多自主水下航行器的路径规划。针对水下复杂环境中存在的外作用力影响，以及结合MOOS系统基于行为的航行器控制方案，设计了航行器各行为的实现方法，以提高航行器在外作用力干扰下的自主性和自适应能力，使航行器成功完成所有任务。 本研究工作中提出的改进算法以及结合MOOS平台对多航行器基于行为的研究，为提高多航行器任务分配和路径规划的效率以及航行器的协同作业提供了新的思路。 |
| 作者： | 冯正超 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 胡晓娅 |
| 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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