基于电子海图的航线规划方法研究.pdf

谨以此论文献给我为之奋斗五年的笛槭
锄缪基于电子海图的航线规划方法研究学位论文完成日期:指导教师签字:委员会成员签字:本学位论文得到青岛市市南区科技发展基金钅孔手
学位论文作者签名:陆音蓼学位论文作者签名:洒音裂签字日期:≯年朋猡日签字日期:纠,瓿г麓ǎ学位论文版权使用授权书签字日期:≯年垄独创声明翅遗查墓丝置蔓接型壹明的:奎拦亘窒蚱渌逃沟难换蛑な槭本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含未获得用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,并同意以下事项:⒀S腥ūA舨⑾蚬矣泄夭棵呕蚧顾徒宦畚牡母从〖痛排蹋市论文被查阅和借阅。⒀?梢越宦畚牡娜ú炕虿糠帜谌荼嗳胗泄厥菘饨屑焖鳎梢采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权清华大学“中国学术期刊馀贪电子杂志社”用于出版和编入《中国知识资源总库》,授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄊ导师签字:
研究生┳:溶萧蓼知识产权保护协议≯瓿г仑θ年抡锶依据《中华人民共和国促进科技成果转化法》第二十八条和《:⒀芯可谛F诩浯邮驴蒲泄ぷ魉瓿傻难宦畚囊约安宦凼欠裥慈胙位论文的其他成果属职务成果。研究生不得对上述职务成果以自己或他人名义擅自向第三方转让或泄漏。⒀芯可胄:笕昴冢坏蒙米越谛F诩浯邮驴蒲泄ぷ鞯南喙厥荨研究结果和相关技术发表论文,不得擅自向第三方转让或泄漏。。⒀芯可胄:笕昴冢艚兄馗醇把有谛Q芯靠翁獾目萍枷钅浚须经导师及中国海洋大学同意并协商知识产权分享事宜后,方可开展工作。⑷粞芯可シ瓷鲜龉娑ǎ际爸泄Q蟠笱в腥ㄗ肪科浞稍鹑危矗要求其停止侵权行为、公开消除影响并予以经济赔偿。⒈拘樗ǚ角┳种掌鹕В行谌辍导师┳:课题负责人┳:
基于电子海图的航线规划方法研究要摘海事智能交通系统对于改善海运交通状况,保障航运安全以及水域环境具有重要意义。作为智能导航系统的关键技术,航线规划是电子海图应用的重要内容。基于电子海图平台,运用现代网络技术与信息融合技术实现各种导航系统的物理连接和信息综合集成,采用信息智能处理技术,实现高精度、高可靠性、自动化导航,是航海界的一项重要课题。本文以海事智能交通系统研究为背景,结合海洋环境复杂性、动态性、不确定性特点,对船舶智能导航系统航线规划方法展开深入、细致的研究。全文主要研究工作和成果如下:诤铰吠缒P陀呕频木植亢较吖婊椒作为航线规划常用的一类算法,建网优化方法的效率在很大程度上取决于航路网络模型的规模。局部航线规划中环境信息部分已知,传统的构网方法存在明显的局限性,从而限制了其在局部航线规划中的应用。在传统切线图的基础上,引入虚拟障碍的概念,构建“动态探测线”结构对复杂环境信息进行有效分解,利用快速凸壳技术和直线正负性函数对算法加以改进,实现动态航路切线图的增量构建,在此基础上,利用算法进行航路搜索,实现局部海洋环境下计划航线优化设计。诠嘶频娜ň趾较吖婊椒现有的航线规划算法大都针对小范围内的规划问题展开研究,对于大规模复杂海洋环境并不适用。针对大规模海洋环境障碍物相对稀疏的特点,采用限制搜索区域和碰撞检测技术构建障碍物潜在碰撞集,有效减小航线规划的搜索规模。基于栅格模型简单、对不规则障碍物表达能力强的优点,对障碍物进行离散化处理,提取障碍物边界信息建立紧凑、高效的环境模型,充分利用栅格间的邻接关系基于算法实现最短航线规划。诠龆呕亩蝗范êQ蠡肪诚潞较吖婊椒海洋环境信息的变化带有一定的不确定性,对于此类问题,传统的全局规划方法难以解决。借鉴滚动优化思想,将优化与反馈机制有效结合,以在线滚动优化方式实现航线在线重规划。针对标准惴ㄈ哂喽却蟮奈侍猓牒较咝в闷兰酆突厮莺较融合机制对其加以改进,实现动态不确定海洋环境下航线在线规划。
诙嘣葱畔⒓傻拇捌笞缘各种水文、气象要素对于航线规划具有重要影响,结合长时间序列遥感数据,利用时空分析模型实现特定海域水文气象要素时空分布范围提取,并与曜嫉缱雍M进行多源数据集成,结合水文、气象要素预报信息的时效性,分别进行大尺度海洋环境下计划航线和避台航线的优化设计,实现船舶气象自导。本论文对航线规划关键技术进行探索和研究,主要创新点如下:诙铰非邢咄嫉木植抗婊惴结合有限时域内的局部环境信息,增量构造切线图,较好地适应了局部规划环境信息未知的特点。该方法能够有效减小环境地图的规模,大大减少航线规划的计算成本,在复杂环境中,这一优势将