復(fù)雜海域下三維地形生成及路徑規(guī)劃方法研究.pdf

1、隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，水下機(jī)器人（AUV）得到了廣泛的應(yīng)用。例如在深海甚至冰下進(jìn)行海洋資源的調(diào)查與評估、海底石油管道與越洋電纜的檢測與維修等。水下機(jī)器人智能水平高低的重要因素之一是其路徑規(guī)劃能力。而路徑規(guī)劃與地理信息技術(shù)（GIS）的發(fā)展密切相關(guān)。隨著GIS技術(shù)的日漸成熟，在AUV領(lǐng)域，基于各種GIS技術(shù)的路徑規(guī)劃方法研究已經(jīng)成為一個(gè)重要研究方向。
　　傳統(tǒng)的二維GIS技術(shù)已經(jīng)很難滿足日益復(fù)雜的技術(shù)要求，為此，三維GIS技術(shù)

2、應(yīng)運(yùn)而生并迅速成為研究熱點(diǎn)。ESRI公司的ArcGIS產(chǎn)品在眾多的GIS產(chǎn)品中應(yīng)用最廣，并逐漸成為新的GIS產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。本文在分析利用ArcGIS Engine三維模型的基礎(chǔ)上，對三維數(shù)字海圖進(jìn)行了二次開發(fā)。在路徑規(guī)劃方面，蟻群算法憑借其良好的實(shí)時(shí)性、較小的時(shí)間復(fù)雜度，以及可以得到相對較短的路徑等優(yōu)點(diǎn)獲得了廣泛應(yīng)用。然而蟻群算法仍存在著收斂速度慢的缺點(diǎn)，針對此缺點(diǎn)，論文對信息素?fù)]發(fā)因子與信息強(qiáng)度進(jìn)行改進(jìn)，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，改進(jìn)后的蟻群算法收斂

3、速度明顯提高。
　　本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　(1)以ArcGIS Engine作為三維GIS開發(fā)框架，完成了復(fù)雜海域下三維地形生成及路徑規(guī)劃仿真系統(tǒng)的開發(fā)。
　　(2)針對三維海圖的復(fù)雜環(huán)境，在原有蟻群算法基礎(chǔ)上，對信息素?fù)]發(fā)因子?與信息素強(qiáng)度Q進(jìn)行了研究，提出了強(qiáng)收斂蟻群算法用于三維路徑規(guī)劃，使得獲取最短路徑的收斂速度得到了顯著提高。
　　(3)蟻群算法規(guī)劃出來的路徑都是連接一系列點(diǎn)的折線，在折線的頂點(diǎn)，