基于矢量图几何快速航迹规划方法应用的研究

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1、分类号学号M200972197学校代码10487密级硕士学位论文基于矢量图的几何快速航迹规划方法应用研究学位申请人：李少华学科专业：模式识别与智能系统指导教师：周成平副教授答辩日期：2012年1月11日ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringVectorgraph-basedgeometricfastrouteplanningmethodapplicationresearchCandi

2、date:ShaohuaLiMajor:PatternrecognitionandintelligentsystemSupervisor:Assoc.Prof.ZhouChengpingHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJanuary,2012独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的

3、个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书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，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期

4、：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要海上战争历来是战争中的重要组成部分，因现代战争对反应的实时性要求越来越高，海上无人飞行器的航迹规划的快速性也越来越受到人们的重视。矢量图在规划空间上减少了数据量，合理使用可以大大减少规划时间，使用矢量数据作为规划空间来达到快速规划的目的，成为近年来海上无人飞行器航迹规划的一种研究趋势。图方法将航迹规划问题，转化为基本几何图形之间未知关系与几何约束的问题，得到的航迹本身可能不是最优的，但一定是可行的，且规划速度快，因此在基于矢量图的海上航迹规划中具有相当强的实用性。对图方法在航迹规划中的应用研

5、究是本论文的目的之一。海上的环境通常采用S57标准的电子海图描述，可以从电子海图中提取陆地和岛屿的信息构成基本矢量海图环境，与设定的其它多边形不可飞区域共同作为禁飞区。在实际航迹规划中，主要考虑满足约束条件下如何规避禁飞区，达到快速规划的目的。本文提出了一种求线段与多边形相交长度的方法，可以处理凸多边形和凹多边形，用这种方法来进行禁飞区检测。本文基于海上矢量图数据，简要总结了图形关系的几种方法，提出了扩展树航迹规划法，以及扩展树法基础上的切线图法，主要处理航迹与禁飞区的避碰问题，在满足给定约束和航迹可行的前提下，尽可能对航迹进

6、行优化，达到快速规划的目的。本文阐述了扩展树法的基本思想流程，在折线规划中解决航迹避碰问题，然后由折线航迹生成实际航迹，完成规划。本文深入研究了扩展树法的扩展策略，阐述了扩展树法的可行性，并对扩展树法和切线图法的试验结果和时效性进行了分析，结果显示扩展树法可以适应矢量海图的快速规划，切线图法还有待改进。关键词：矢量海图快速航迹规划图形关系扩展树法切线图法I华中科技大学硕士学位论文AbstractSeawarfarehasalwaysbeenanimportantpartofthewar.Withmodernwarfare’sr

7、equirementonreal-timeresponsegettinghigherandhigher,therapidnessofUAVrouteplanninginmarineenvironmentisgainingmoreandmoreattention.Vectorspacereducestheamountofdataoftheplanningenvironmentandmakinggooduseitcangreatlyreducetheplanningtime.Therefore,usingthevectordata

8、asaplanningspacetoachievethepurposesofrapidrouteplanningbecomesaresearchtrendinon-shipUAVrouteplanninginrecentyears.Thegeometricapproachtu