水面無人艇基于優(yōu)化的協(xié)同策略及實(shí)現(xiàn)的初步研究.pdf

1、近年來，海洋權(quán)益及海洋環(huán)境保護(hù)問題日益突出，無人水面艇（USV）作為信息化及智能化的產(chǎn)物，可以廣泛應(yīng)用于環(huán)保監(jiān)測(cè)、科研勘探、水下測(cè)繪、搜索救援、安防巡邏乃至軍事應(yīng)用領(lǐng)域，其研究受到了普遍重視。但是單艘艇艇載設(shè)備有限，只能完成簡(jiǎn)單任務(wù)，使用多艘無人艇進(jìn)行協(xié)同任務(wù)可以有效克服單艘艇的任務(wù)能力限制。多艘無人艇通過搭載不同模塊和設(shè)備，可以充分獲取寬廣海域的信息，分工協(xié)作完成任務(wù)，增強(qiáng)了海上自主系統(tǒng)的多樣性，提高了作業(yè)的整體效能。國(guó)內(nèi)在無人艇協(xié)同

2、系統(tǒng)及協(xié)同作業(yè)策略的研究方面幾乎空白，本文基于此現(xiàn)狀進(jìn)行了如下的研究工作：
　　（1）設(shè)計(jì)并制作了一種艇型優(yōu)良且具有協(xié)同功能的雙體船，對(duì)該船的操縱系統(tǒng)，推進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)備的選型和設(shè)計(jì)分析。選取了基于 windows系統(tǒng)的XP-8741型PAC作為該船的核心控制器，用C++編寫了智能控制系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn)了該船的半自主規(guī)劃航行。
　　（2）基于遺傳算法，考慮到無人艇實(shí)際航行中的轉(zhuǎn)彎過程，對(duì)無人艇從起點(diǎn)位姿狀態(tài)（位置和艏向角）轉(zhuǎn)換到終

3、點(diǎn)位姿狀態(tài)（位置和艏向角）的路徑優(yōu)化問題進(jìn)行了探討，提出了一種CLC路徑規(guī)劃策略，建立了兩個(gè)航點(diǎn)間的路徑優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行了路徑優(yōu)化情況的分析，并編寫了兩點(diǎn)間路徑優(yōu)化仿真平臺(tái)軟件，驗(yàn)證了該優(yōu)化數(shù)學(xué)模型的可行性。
　?。?）對(duì)基于優(yōu)化的無人艇協(xié)同策略進(jìn)行了探討和分析?；趯哟畏纸獠呗詫f(xié)同搜索分為任務(wù)分配和路徑規(guī)劃兩個(gè)子問題，其中任務(wù)分配采用基于分層模糊評(píng)判的方法進(jìn)行求解，路徑規(guī)劃根據(jù)搜索的方式不同，在覆蓋式搜索方式下采用沿著任務(wù)區(qū)