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动态拥挤环境中无人艇自主靠泊方法
| 论文题名： | 动态拥挤环境中无人艇自主靠泊方法 |
| 关键词： | 欠驱动小型无人艇;动态拥挤环境;节能路径规划;自主避碰;自主靠泊 |
| 摘要： | 自21世纪以来，人类不断加强对海洋资源的探索，世界各国也开始越来越重视自己的蓝色领土，我国有数百万平方公里的海洋领土，海洋里面蕴含着丰富的资源，在当今全球资源紧张的情况下，开发利用海洋资源已是必然的趋势。本文面向欠驱动小型无人艇领域，针对日益增加的复杂多样的海洋研究和海洋应用等工作需求，提出一种考虑无人艇自身能源消耗最低，同时可以在复杂交通环境里面进行自主避障、靠泊的无人艇自主规划方法。该方法可有效提高欠驱动小型无人艇在海洋中的续航能力，同时确保欠驱动小型无人艇在复杂环境下的自主性和安全性。本文的研究内容如下: 针对欠驱动小型无人艇全局路径规划问题，根据无人艇能耗模型和A*算法基本原理，设计考虑海流的无人艇节能寻优函数，形成节能A*和节能Simple A全局路径规划算法，最后对所提节能规划算法进行仿真对比试验验证，经过在多种不同海况下与传统A*算法的仿真对比试验，验证所提算法的有效性。 针对动态拥挤环境中欠驱动小型无人艇自主避碰问题，在传统速度障碍法的基础上，充分考虑该环境下无人艇的低速运动特性，结合椭圆速度障碍原理和COLREGs海事避碰规则，设计出适用于动态拥挤环境的无人艇自主避碰决策算法，通过与传统速度障碍算法的对比仿真试验，检验该算法的避碰性能。借助UWB室内定位装置，设计出UWB室内定位测速测向系统，利用该系统和毫米波雷达在水池进行无人艇自主避碰试验，对测速测向系统的探测精度进行检验，并验证所提无人艇自主避碰算法的部分应用性。 针对欠驱动小型无人艇自主靠泊规划问题，提出一种多级引导的无人艇自主靠泊规划算法，利用仿真试验验证该靠泊规划算法的可行性，并对该算法进行二次优化，进一步增强该算法的安全性和鲁棒性。 |
| 作者： | 贾知浩 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 李晔 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2019 |
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