復(fù)雜非均勻環(huán)境下的自適應(yīng)航路規(guī)劃方法研究.pdf

1、水下無人潛器（ Autonomous Unmaned Vehicle，簡稱AUV）是一種能夠在海洋中自主航行的智能化無人裝備，而航路規(guī)劃是實(shí)現(xiàn)AUV自主航行的關(guān)鍵技術(shù)。AUV的航路規(guī)劃屬于三維空間規(guī)劃領(lǐng)域，具有維數(shù)高，計(jì)算量大等技術(shù)難點(diǎn)，現(xiàn)有方法主要是通過限制節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向，將規(guī)劃空間由三維轉(zhuǎn)化為二維，進(jìn)而降低航路規(guī)劃的難度。但對(duì)于復(fù)雜非均勻的障礙物環(huán)境，限制節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向存在浪費(fèi)存儲(chǔ)空間、對(duì)環(huán)境自適應(yīng)性差等問題，因此研究復(fù)雜非均勻障礙

2、物環(huán)境下的航路規(guī)劃方法是一個(gè)很有實(shí)際意義的課題。由實(shí)際航行路線的特點(diǎn)，可以發(fā)現(xiàn)，路徑相鄰節(jié)點(diǎn)之間不是相互獨(dú)立的，應(yīng)存在一種相互牽制的作用力。本文通過對(duì)該作用力進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，并與粒子群算法（ Particle Swarm Optimization, PSO）相結(jié)合，提出了一種基于彈性關(guān)聯(lián)性質(zhì)的粒子群航路規(guī)劃方法。
　　本文首先介紹了粒子群算法的相關(guān)知識(shí)，并對(duì)空間等分法建模技術(shù)進(jìn)行分析，總結(jié)了該環(huán)境建模方法存在的不足。其次，針對(duì)空間等

3、分法建模技術(shù)存在的問題，觀察實(shí)際航行路線的特點(diǎn)，提出一種彈性關(guān)聯(lián)性質(zhì)，并對(duì)其進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，給出彈性關(guān)聯(lián)算子的計(jì)算公式，同時(shí)闡述了彈性關(guān)聯(lián)性質(zhì)的自適應(yīng)性和降維作用。然后，將彈性關(guān)聯(lián)算子加入粒子群算法的更新公式，提出基于彈性關(guān)聯(lián)的粒子群航路規(guī)劃方法。針對(duì)路徑與障礙物相交的兩種情況，即節(jié)點(diǎn)在障礙物內(nèi)和相鄰節(jié)點(diǎn)均不在障礙物內(nèi)其連線與障礙物相交，分別采取相應(yīng)的避障策略，并結(jié)合具體的適應(yīng)度函數(shù)形式以及節(jié)點(diǎn)移動(dòng)步長控制方法，完成該算法在不同二維障礙物