淺水環(huán)境三維地形仿真及路徑規(guī)劃技術(shù)研究.pdf

1、三維海底地形輔助導(dǎo)航技術(shù)，具有操作直接，可視性好，交互性強(qiáng)，信息量大等優(yōu)勢，使其廣泛應(yīng)用在導(dǎo)航領(lǐng)域中，尤其在變幻莫測的海洋復(fù)雜環(huán)境導(dǎo)航中，具有極其重要的地位，而建立大范圍的真實(shí)三維地形模型則成為實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)不可或缺的重要內(nèi)容。本文主要研究基于真實(shí)的二維海圖提取的水深數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)真實(shí)海洋地形模型的重建，從而在視景仿真軟件MultiGen Creator中得到較為真實(shí)的地形，并最終在Vega Prime中實(shí)現(xiàn)虛擬海洋環(huán)境視景單元的仿真，

2、及在該環(huán)境下的航行器漫游。主要的研究內(nèi)容如下：
　　首先，本文介紹并分析海深數(shù)據(jù)的提取和處理，并從二維海圖中提取水深數(shù)據(jù)，針對水深數(shù)據(jù)本身的缺陷，研究了基于IFS的插值算法，對其二維和三維進(jìn)行分析，并與其他算法進(jìn)行比較，最終得到需要的DEM模型。
　　其次，本文設(shè)計(jì)由海深處理數(shù)據(jù)得到海底地形文件的技術(shù)路線。利用插值算法得到曲面文件，將此文件格式轉(zhuǎn)換成了Creator能使用的.ded格式，然后，采用三角網(wǎng)格法，在Creator

3、中獲取三維地形文件，最終，通過紋理及渲染技術(shù)得到較為真實(shí)的海洋地形，同時(shí)利用Creator畫出了航行器模型。
　　然后，針對海底地形路徑規(guī)劃問題，本文研究遺傳算法在路徑規(guī)劃上的應(yīng)用，著重分析評價(jià)函數(shù)、插入算子、懲罰因子等對路徑規(guī)劃的不同影響，并設(shè)計(jì)了適用于不同地形的路徑優(yōu)化算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，路徑優(yōu)化算法中所提出的懲罰函數(shù)及啟發(fā)性知識的使用，能夠使算法根據(jù)不同地形的特點(diǎn)靈活的得到最優(yōu)路徑。
　　最后，本文分析了仿真程序的設(shè)計(jì)