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遗传算法在AUV动态规避中的应用研究
| 论文题名： | 遗传算法在AUV动态规避中的应用研究 |
| 关键词： | 主水下机器人;视声纳信息;避碰规划算法;动目标运动估计;遗传算法 |
| 摘要： | 本文的研究内容是基于前视声纳信息的自主水下机器人(AUV)局部规划技术，重点研究了基于遗传算法的AUV动目标规避。AUV的动目标避碰规划包括两个方面：动目标运动估计和避碰规划算法。 文章研究AUV所配备的避碰声纳的工作特性，对避碰声纳视域进行了数学建模，对声纳探测到的障碍物信息进行了处理。研究了AUV实时避碰规划策略，在基于AUV实时避碰的复合控制结构的基础上，从整体上设计AUV实时避碰规划规划器，并根据避碰策略规划五种AUV实时避碰过程的行为。为了实现对动目标的有效规避，从目标估计与预测理论出发，进行了AUV动目标运动预测的研究。建立典型的动态障碍物目标运动模型，采用标准卡尔曼滤波来对非机动目标的运动进行预测，采用自适应卡尔曼滤波对机动目标的运动进行预测。并分别利用匀速直线运动和变加速直线运动进行了仿真验证。 研究和设计了基于遗传算法的AUV局部避碰系统。构建了AUV的局部避碰规划结构，采用了基于改变艏向的避碰策略，在避碰中设计了识别规划、局部避碰规划和回航规划三个规划流程。根据遗传算法的原理和基本流程，设计了基于遗传算法的AUV避碰规划算法，详细说明了遗传算法应用于AUV避碰的相关细节。为了提高水下机器人局部路径规划的安全性、有效性和快速性，对影响AUV实时避碰的几个实际问题进行了分析。最后利用VC++6.0和MATLAB对基于遗传算法的AUV二维和三维动目标规避进行了仿真验证，仿真试验设计了多种典型障碍物的运行情况，仿真结果验证了算法的有效性和可行性。 |
| 作者： | 黄宇峰 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 严浙平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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