水面無人艇基于優(yōu)化的協(xié)同策略及實現(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，可以廣泛應用于環(huán)保監(jiān)測、科研勘探、水下測繪、搜索救援、安防巡邏乃至軍事應用領(lǐng)域，其研究受到了普遍重視。但是單艘艇艇載設(shè)備有限，只能完成簡單任務，使用多艘無人艇進行協(xié)同任務可以有效克服單艘艇的任務能力限制。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，增強了海上自主系統(tǒng)的多樣性，提高了作業(yè)的整體效能。國內(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)狀進行了如下的研究工作：
　?。?）設(shè)計并制作了一種艇型優(yōu)良且具有協(xié)同功能的雙體船，對該船的操縱系統(tǒng)，推進系統(tǒng)進行了設(shè)備的選型和設(shè)計分析。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，考慮到無人艇實際航行中的轉(zhuǎn)彎過程，對無人艇從起點位姿狀態(tài)（位置和艏向角）轉(zhuǎn)換到終

3、點位姿狀態(tài)（位置和艏向角）的路徑優(yōu)化問題進行了探討，提出了一種CLC路徑規(guī)劃策略，建立了兩個航點間的路徑優(yōu)化數(shù)學模型，進行了路徑優(yōu)化情況的分析，并編寫了兩點間路徑優(yōu)化仿真平臺軟件，驗證了該優(yōu)化數(shù)學模型的可行性。
　?。?）對基于優(yōu)化的無人艇協(xié)同策略進行了探討和分析?；趯哟畏纸獠呗詫f(xié)同搜索分為任務分配和路徑規(guī)劃兩個子問題，其中任務分配采用基于分層模糊評判的方法進行求解，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區(qū)