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复杂维修空间下多虚拟人路径规划
| 论文题名： | 复杂维修空间下多虚拟人路径规划 |
| 关键词： | 船舶设计;虚拟维修;虚拟人;路径规划;二维网格图 |
| 摘要： | 虚拟维修是舰船设计必不可少的研究内容，而虚拟维修中的虚拟人路径规划是虚拟维修的重要环节。舰船的虚拟维修具有环境空间复杂、维修设备或工具庞大、空间狭小、多虚拟人协同作用等特点。针对上述特点，本文总结了现有研究内容，对虚拟维修中多虚拟人在狭小空间、复杂维修环境下的路径规划问题进行了研究。主要研究内容包括以下几个方面。 首先，由于虚拟维修环境根据设计调整变化频繁，本文采用了基于二维网格图的LPA*算法，使算法在面对维修环境变化时，能更快再规划。根据虚拟维修的环境复杂特性，对三维空间进行了均匀网格划分，并将三维网格通过附加属性的方式转换为二维网格，为LPA*算法奠定了基础。此外，考虑到复杂维修空间下三维网格与二维网格的计算量较大，利用CUDA进行网格的并行计算并进行了并、串行计算的对比，减少了网格图的计算时间，提高了设计效率。 其次，针对复杂维修空间狭小而常规的路径规划可能无法规划出合理的路径的问题，结合虚拟人具有的通行特点，对虚拟人在一定条件下直行、侧行、爬行或攀爬等方式进行了研究，使虚拟人能够通过部分特殊的空间。将通行方式对LPA*算法的影响补充到LPA*算法的rhs(s)中，使算法适用于复杂维修空间。 接下来，对多虚拟人之间的相对位置与方向对路径规划的影响进行了研究，并将该影响补充到LPA*算法的rhs(s)中。此外，对多虚拟人发生路径干涉与虚拟人的规划顺序进行了研究，采用等待与回溯策略解决挡路的情况。然后将前述改进总结到LPA*算法中。 最后，通过CATIA二次开发验证了算法的可行性与有效性并开发出相应的软件模块。 |
| 作者： | 方舟 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 易朋兴 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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