内河无人艇路径规划算法：冗余机械臂优化与仿真

本文档深入探讨了冗余机械臂优化控制的新方法，针对内河海事无人艇的路径规划问题进行了系统研究。内河海事无人艇因其在海事领域的广泛应用，如船舶救助、搜索探测和水文地理勘探，对路径规划的需求尤为关键。无人艇需要具备快速、节能、安全及多功能的特点，这就要求其路径规划能力强大，能在复杂多变的内河水域中确保任务执行。 研究者提出了一种基于电子江图的路径遍历算法，它构建在分层的电子地图基础上，采用了混合路径规划策略，结合全局路径规划和局部路径规划的优长。首先，通过栅格法分析复杂水域，识别出可航区域，考虑动态物标和碍航物，利用Voronoi图构建航行路径集。这种方法使得无人艇能够在避开显著的障碍物后，寻找潜在的航道。 接下来，文档引入了优化策略，即运用贝塞尔曲线和二次规划数学方法对可航路径进行细化调整，以确保生成的路径不仅是近似可航，而且是最优的安全航道。这意味着即使面对不同的障碍物分布和目的地坐标，算法也能适应并生成适应性强的路径方案。 通过Matlab仿真实验，作者验证了这种算法的有效性和可行性。无论障碍物位置变化还是目标位置改变，算法都能生成近似可航路径，并进一步优化为最安全的航线。这对于提高无人艇在内河环境中的自主导航能力，以及提升其在不确定条件下的决策性能至关重要。 这篇论文不仅介绍了内河海事无人艇路径规划的核心问题，还展示了如何通过结合电子地图、混合路径规划和优化技术来解决这些问题，为无人艇领域的实际应用提供了理论支持和技术指导。这一研究对于推动无人艇技术的发展，保障水上交通安全具有重要意义。