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大型船舶物资转运路径规划与仿真
| 论文题名： | 大型船舶物资转运路径规划与仿真 |
| 关键词： | 船舶物资转运;路径规划;快速搜索随机树;仿真平台 |
| 摘要： | 大型船舶的物资转运工作是影响船舶运行的重要内容，高效的物资转运能力可以提高船舶日常的工作效率，减少大型船舶的管理运营成本，是大型船舶设计、建造、营运过程中亟待解决的重要问题之一。本论文聚焦于大型船舶码头装载物资的转运仿真，针对某型船舶典型物资转运任务流程，结合船内及码头区域转运时的不同环境，以转运设备的运动学模型为约束，运用曲线规划算法、改进快速搜索随机树（RRT）算法以及二者结合的算法分别开展某型船舶物资转运路径规划的研究，并搭建转运仿真平台，进行某型船舶物资转运的流程仿真研究。 本文根据码头转运环境宽敞，障碍物少的特点，选用曲线规划的方法进行物资转运的路径规划研究。首先选用Dubins曲线可以准确描述叉车的运动路线，而且在最短距离上可以得到保证，然后根据路线不能模拟倒车情况的缺陷，采用Reeds-Shepp曲线进行路径规划，得到的路线可以描述叉车的倒车情况，使仿真的真实性得到保证。 根据船内狭小空间的转运特点，结合分析多种路径规划的优缺点，选用快速搜索随机树(RRT)算法进行路径规划研究。因为其搜索随机性的特点，分别对算法的采样方式、最近点选取方式、速度选取方式、路径点扩展方式进行改进，并在规划过程中结合叉车的运动学模型。利用改进后的算法进行路径仿真，保证路径的高效搜索能力的同时，还提高了规划路径质量。 根据某型船舶典型物资转运工况，分析物资转运任务流程，针对叉车的行驶情况以及船内其他转运设施对于流程的影响。将曲线规划算法与改进后的RRT算法进行结合，保证叉车在到达货物时的位置姿态和货物一致，实现了叉车取货的仿真，完成了整条转运路线的路径规划。 最后在搭建好的转运仿真平台上进行综合转运仿真工作，将转运情况可视化呈现出来，针对转运仿真结果可以判断船内转运效能的高低。 |
| 作者： | 赵毅 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 李锋;肖海松 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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