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《哈尔滨工程大学》 2010年
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基于信息熵遗传算法的舰船导航路径规划技术研究

李魁星  
【摘要】: 随着科技的不断进步,舰船导航正逐渐向智能化的方向发展。其中路径规划是舰船智能航行的关键技术之一。本文以舰船路径规划为背景,以电子海图系统为平台,对舰船在真实海洋环境下的路径规划问题进行了深入的研究。将信息熵理论与遗传算法相结合,并根据路径规划技术特点,提出了应用于路径规划领域的信息熵遗传算法,克服了传统遗传算法在路径规划时耗时长、易陷入局部解的缺点。 针对电子海图显示特点,本文采用多边形障碍表达方式和路径点编码方式,并将遗传算法作为基本算法;为描述种群多样性,重点研究了信息熵原理,提出了基于栅格思想的路径种群熵概念,实现了种群多样性的测量;在此基础上,进一步提出了基于路径种群熵的双轮盘赌选择策略,给出了基于路径种群熵的自适应交叉、变异概率计算公式,达到了在算法前期保持种群多样性,而在算法后期加快收敛速度的目的,提高了算法性能,克服了算法缺陷;提出了先启发生成再优化的初始种群生成方法,提高了初始种群的个体质量;提出了基于区域的碰撞检测方法,减少了检测次数,提高了算法效率。 最后,利用本文设计算法进行了路径规划仿真,得到了理想的结果,验证了本文算法的有效性。同时与原有的自适应遗传算法进行了仿真对比,通过实际效果的差异验证了本文算法的优越性。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:U675.7

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张丹;三峡回水变动区船舶航行路径优化及三维环境仿真研究[D];武汉理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王重雷;基于微分进化算法的舰船导航路径规划技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐治非;基于海图数据的AUV全局路径规划方法研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
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3 王丽;移动机器人路径规划方法研究[D];西北工业大学;2007年
4 管乐乐;某型AUV全局路径规划技术研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
5 饶森;水面无人艇的全局路径规划技术研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
6 李涛;基于遗传算法的多UAV路径规划技术研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
7 王磊;海洋环境下水下机器人快速路径规划研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
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9 余炎峰;基于免疫遗传算法的移动机器人全局路径规划[D];合肥工业大学;2007年
10 黄健生;移动机器人的路径规划研究[D];浙江大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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9 杨益;;基于FPGA的背包问题的求解[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2010年04期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨益;方潜生;汪力君;;基于Handel-C的数字芯片的设计方法研究与实现[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
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4 韩江洪;王梅芳;马学森;王跃飞;;改进的遗传算法在虚拟企业伙伴选择问题中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 孙燕;孙峥;黄鹍;;基于模拟退火机制的隔离小生境混合遗传算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 李枚毅;游维;蔡自兴;;多样度和适应度引导的遗传算法操作概率计算研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 孙燕;孙峥;;利用正交遗传算法优化交通检测点分布[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 张志华;王莉;刘洪;;最大化网络广告收入的投放决策[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 郭玉堂;刘路路;;基于佳点集遗传算法的边缘检测[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
10 刘向;邹逢兴;张湘平;高政;;面向节能的混合流水车间调度方法的研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张杏莉;几何约束求解关键问题研究[D];山东科技大学;2010年
2 樊建聪;分布估计学习算法研究[D];山东科技大学;2010年
3 李佳;载人潜器阻力性能的数值和试验预报及外形优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 谭佳琳;粒子群优化算法研究及其在海底地形辅助导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 曹宇;利用遗传算法对声障板优化设计的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 王作为;具有认知能力的智能机器人行为学习方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 毛宇峰;水下机器人系统体系结构及避障控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 陈得宇;基于MAS的智能电压控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 时长江;豆科类杂草种子图像识别系统研究[D];中国海洋大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何慧娟;基于多传感器的移动机器人障碍物检测与定位研究[D];安徽工程大学;2010年
2 汪步云;水下作业机械手抓取力伺服控制的研究[D];安徽工程大学;2010年
3 赫英毅;毫米波段基于TE_(21)模差网络设计[D];中国工程物理研究院;2009年
4 万成;动态环境下的元胞遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
5 李坤;参数参与进化的自适应遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
6 罗婷婷;飞机钣金叠板数控套裁下料软件系统的研究[D];南昌航空大学;2010年
7 吴香庭;基于遗传算法的K-means聚类方法的研究[D];山东科技大学;2010年
8 张静;协同产品开发过程规划方法研究[D];山东科技大学;2010年
9 李臻;城市公交车辆智能调度优化研究[D];山东科技大学;2010年
10 王辉;基于改进遗传算法的物流配送路径优化研究[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张细兵,龙超平,李线纲;可视化数学模型及动态演示系统的初步研究与应用[J];长江科学院院报;2003年04期
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3 杨斌,杨胜发;重庆地维长江大桥对长江行洪能力影响研究[J];重庆交通学院学报;2002年03期
4 谭伟;陆百川;黄美灵;;神经网络结合遗传算法用于航迹预测[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2010年01期
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6 禹建丽,成久洋之,Valeri.Kroumov;线性再励的自适应变步长机器人神经网络路径规划算法[J];燕山大学学报;2002年03期
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8 穆中林;鲁艺;任波;张斌;;基于改进A~*算法的无人机航路规划方法研究[J];弹箭与制导学报;2007年01期
9 李源惠,孙少鹏,于卫红;电子海图中计划航线可行性的自动判别[J];大连海事大学学报;2000年02期
10 张立华;朱庆;刘雁春;李树军;;电子海图平台下的航线自动设计方法[J];大连海事大学学报;2007年03期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 张尚弘;都江堰水资源可持续利用及三维虚拟仿真研究[D];清华大学;2004年
2 熊勇;粒子群优化算法的行为分析与应用实例[D];浙江大学;2005年
3 姚仕明;三峡葛洲坝通航水流数值模拟及航运调度系统研究[D];清华大学;2006年
4 赵光权;基于贪婪策略的微分进化算法及其应用研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 谢兴澜;ECDIS中的航线设计与最优航法[D];大连海事大学;2003年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 毕慧敏;董海鹰;;改进遗传算法在机器人路径规划中的应用[J];兵工自动化;2006年04期
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10 禹建丽,成久洋之,Valeri.Kroumov;线性再励的自适应变步长机器人神经网络路径规划算法[J];燕山大学学报;2002年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 唐平;多智能体系统冲突消解与智能机器人动态路径规划研究[D];广东工业大学;2002年
2 邹细勇;自主移动机器人的智能导航研究[D];浙江大学;2005年
3 庄慧忠;动态不确定环境下移动机器人的在线实时路径规划[D];浙江大学;2005年
4 郑日荣;基于欧氏距离和精英交叉的免疫算法研究[D];华南理工大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
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2 赵峰;动态环境下移动机器人路径规划[D];北京工业大学;2003年
3 高涛;基于八叉树模型的水下机器人三维全局路径规划研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
4 倪菲;非完整机械手的运动特性与运动控制系统的研究[D];武汉理工大学;2004年
5 张勇刚;电子海图快速拼图显示技术研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
6 刘昊旸;遗传算法研究及遗传算法工具箱开发[D];天津大学;2005年
7 张晓丽;基于微分进化算法的机器人路径规划方法[D];大连理工大学;2006年
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【相似文献】
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1 杨辅强;吴运新;;基于遗传算法的步进式扫描光刻机路径规划[J];机械科学与技术;2007年12期
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5 王玥;李东光;申强;;巡飞器攻击阶段弹道规划方法[J];北京理工大学学报;2008年01期
6 刘晓红,温兆麟,陈定方;遗传算法在行为建模路径规划中的应用[J];机电产品开发与创新;2004年04期
7 肖兆银;周德云;;遗传算法的泛函极值求解与应用[J];火力与指挥控制;2007年12期
8 罗熊,樊晓平,易晟,张恒;具有大量不规则障碍物的环境下机器人路径规划的一种新型遗传算法[J];机器人;2004年01期
9 王玥;冯顺山;;飞行器巡飞探测路径规划方法[J];北京理工大学学报;2007年03期
10 陈少斌;蒋静坪;;一种改进编码机制在移动机器人路径规划中的应用[J];机床与液压;2006年07期
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5 胡选子;谢存禧;;基于克隆选择的移动机器人路径规划[A];2009年全国开放式分布与并行计算机学术会议论文集(上册)[C];2009年
6 朱磊;费敏锐;李佳骏;;Fira仿真足球机器人运动路径规划方法研究[A];2004中国机器人足球比赛暨学术研讨会论文集[C];2004年
7 陈家照;廖海涛;张中位;罗寅生;;一种改进的遗传算法及其在路径规划中的应用[A];2009系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2009年
8 曹江丽;;运行在非结构化环境下自主智能体的智能学习与控制[A];中国造船工程学会电子技术学术委员会2006学术年会论文集(下册)[C];2006年
9 崔长彩;傅师伟;黄富贵;李兵;;混合优化算法GA-PSO及其在工程应用中的实现技术[A];2007'仪表,自动化及先进集成技术大会论文集(一)[C];2007年
10 李铁军;彭玉青;林涛;;基于蚂蚁算法的机器人路径规划[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(下)[C];2005年
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6 史春雪;海底钴结壳采矿车路径规划主要技术研究[D];中南大学;2011年
7 张旭;具有拓扑结构布局优化的理论及算法[D];大连理工大学;2004年
8 廖平;基于遗传算法的形状误差计算研究[D];中南大学;2002年
9 周明;高新技术产业投资环境系统研究[D];西北工业大学;2006年
10 袁丽华;基于物种进化的遗传算法研究[D];南京航空航天大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李魁星;基于信息熵遗传算法的舰船导航路径规划技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 金晋;足球机器人路径规划研究[D];吉林大学;2006年
3 王晶春;足球机器人系统的分析与研究[D];长春理工大学;2007年
4 姜明洋;基于遗传算法的移动机器人路径规划方法的研究[D];沈阳理工大学;2008年
5 吴青松;基于遗传算法的移动机器人路径规划研究[D];电子科技大学;2005年
6 陈浩杰;MiroSot足球机器人及其路径规划的研究[D];广东工业大学;2006年
7 李同涛;基于粗糙集理论与遗传算法的机器人路径规划方法研究[D];郑州大学;2007年
8 蒋卓强;基于遗传模拟退火算法的静态路径规划研究[D];重庆大学;2007年
9 浦定超;基于遗传算法的移动机器人路径规划的研究[D];合肥工业大学;2010年
10 罗生斌;白车身焊接机器人焊接路径规划及其仿真[D];同济大学;2006年
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