水下潜器突防路线动态规划方法研究

摘要

水下突防路线规划不同于传统的路径规划之处在于，传统的路径规划将如何避碰障碍物以及路径的距离和路线的平滑行的好坏作为研究重点，而水下突防路线规划除了要考虑以上因素外，更加重视路线的隐秘性。静态全局水下突防路线是依据已知的地形威胁和静态威胁进行规划的，但在真实环境中如果沿着该突防路线航行时难免出现突发意外情况,这就需要对突防路线进行动态实时调整以应付突发意外情况。本文采用先规划出一条静态全局水下突防路线，然后在此路线的基础上再进行二次动态调整规划以应对动态突发情况。
　　首先，本文针对和声搜素算法所存在的不足，提出了一种基于协同进化的思想的改进和声搜素算法，并从仿真实验中验证了改进后的算法在收敛精度和速度都有很大提高，又通过与遗传算法和粒子群算法对比来看，改进后的和声搜素算法不仅精度高而且还避免了遗传算法和粒子群算法的早熟收敛的问题。
　　然后，对海底地形三维空间的环境和影响水下突防路线规划的静态已知威胁，建立起静态全局水下突防威胁空间模型。再模型的基础上研究了各种影响水下突防的因素，设计出适合于静态全局水下突防的适应度函数，利用改进后的协作和声搜索算法规划出一条静态全局水下突防路线。
　　最后，针对影响水下突防路线规划的未知动态威胁，建立起动态威胁突防空间模型，在该模型下模拟潜艇沿着规划好的全局水下突防路线航行，让潜艇实施探测外界环境信息，当潜艇探测到动态威胁时，对局部突发路线进行调整来规避动态威胁。设计仿真实验验证动态突防路线的可行性以及性能的优劣，分析结果表明，采用此种方法可以很好的规避动态未知威胁，顺利完成动态突防任务。

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第1章 绪论

1.1 课题背景和研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文的研究内容

1.4 论文的章节安排

第2章 和声搜索算法

2.1 和声搜索算法的原理与流程

2.2 基于马尔可夫链的和声搜索算法收敛性分析

2.3 各个参数对于和声搜索算法的影响

2.4 本章小结

第3章 协作和声搜索算法

3.1 协同进化算法

3.2 协作和声搜索算法

3.3 协作和声搜索算法的性能分析

3.4 本章小结

第4章 静态全局突防路线规划

4.1 静态突防建模

4.2 全局静态突防路线设计

4.3 全局静态水下突防路线仿真

4.4 本章小结

第5章 动态局部突防路线规划

5.1 动态突防建模

5.2 动态局部水下突防路线设计

5.3 动态局部突防路线仿真

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢