原文传递
考虑布列优化的舰船舱内两栖无人车调度方法研究
| 论文题名： | 考虑布列优化的舰船舱内两栖无人车调度方法研究 |
| 关键词： | 舰船舱;两栖无人车;多车辆调度;布列优化;跳点搜索算法 |
| 摘要： | 两栖无人车辆的装载调度隶属两栖攻击舰综合保障能力系统，受制于有限时间、空间和资源多维约束的两栖攻击舰综合保障能力是两栖作战效能系统核心体现。两栖无人车辆的装载是作战计划的第一步，两栖无人车辆装载调度能力是两栖攻击舰出动的关键。本文针对车辆布列和调度部分展开深入分析和研究，旨在为进一步提升两栖无人车辆装载调度能力提供有效方法。 车辆布列是研究车辆装载调度能力的前提，首先分析模型制约因素，建立矩形件装箱问题数学模型，采用改进最低水平线定位算法作为车辆矩形的布局规则，将布列问题转变为求解最优布列序列的组合优化问题。定序算法围绕种群协同进化、动态调整变异概率和动态调整种群规模三个角度对遗传算法进行改进设计以提高算法多样性和收敛速度。仿真结果表明，改进遗传算法相对于传统遗传算法和模拟退火求解甲板面积平均未利用率分别降低7.62%和8.50%。 在环境信息已知的情况下，对障碍物膨胀化，将车辆视为质点处理，进行单车辆的路径规划。在不考虑车辆运动状态的前提下，采用栅格法对车辆舱甲板地图信息进行环境建模，构造路径规划问题的数学模型。对跳点搜索算法进行改进设计以减少路径搜索时间、缩减路径长度和节约能耗，进一步构建基于Minimum Snap的目标函数，分别采用基于Corridor轨迹规划的不等式约束和基于Bezier Curve的Minimum Snap方法对搜索到的路径进行轨迹优化。仿真结果表明，改进跳点搜索算法相对于传统跳点搜索算法搜索路径时间平均减少了0.63s，路径长度平均缩减了0.78m，且优化后的轨迹可以避免与障碍物碰撞。 确立多车辆路径规划模型和多车辆调度方案，考虑舰船稳定性，采用基于均衡配重装载顺序布列图进行并行调度。基于改进跳点搜索算法和基于安全走廊的轨迹优化，得到每辆车从车辆舱门口到停车位的轨迹和时间，集合所有车辆路径，放在同一个时间维度，进行冲突探测，对发生碰撞冲突的路径采用优先级方法进行消除。仿真结果表明，采用多车辆并行调度，对比多车辆串行调度总时间降低了85.04%，有效缩减车辆装载调度时间，提高舰船出动能力。 |
| 作者： | 胡占永 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 栾添添 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
