1. 無人船的路徑規劃與避障問題研究

        發布日期:2021-06-15 瀏覽次數:266

        提到無人船,可能很多小伙伴對它了解不是很深。隨著海洋被不斷的拓展,如何探索海洋、開發海洋資源成為了各個國家的關注重點。在這種背景之下,無人船正受到前所未有的關注,如何為航行在水面上的無人船設計一條合理的路徑,以及如何處理危急狀況時無人船的躲避問題已成為無人船問題研究中的重點方向。

          本文基于實際問題的需要,提出了一種結合了全局路徑規劃與局部路徑規劃的混合路徑規劃算法,來處理無人船航行時周圍環境未知且存在移動障礙物的情況。該混合算法首先利用改進粒子群算法在起點與終點之間針對已知環境規劃出一條全局路徑;在這條路徑的基礎之上,利用改進人工勢場法進行避障處理,使無人船在躲過障礙物后,還能回到原有既定航線上繼續航行。

          在處理全局路徑規劃問題時,首先進行環境建模,將二維環境模型以柵格模型表示出來;利用基于慣性權重非線性遞減的粒子群算法規劃出一條路徑極短,平滑度極好的全局路徑。對于混合算法的局部規劃部分,采用了改進的人工勢場法。

          該算法引入了相對速度勢場與相對加速度勢場,以此來解決無人船的動態避障能力。此外,該算法引入了已規劃路徑對無人船產生的線勢場,令無人船在避障結束后繼續沿著規劃好的路徑航行,與混合路徑規劃中的全局規劃完美的結合。將混合算法應用于電子海圖中,在電子海圖中進行實驗仿真處理。實驗結果達到了對無人船路徑規劃與避障的要求,驗證了算法的可行性。

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