1、盖航路规划在遇到障碍无法直行时，随机选取个转弯角度，转弯后继续直行。这种方式算法相对较为简单，不需使用定位传感器，控制方便，硬件配置不高，软件设计简单，容易实现。但是该方法的缺点是航路规划的重复性较大，不能较快地充份地覆盖完整个区域，而且无法顾及时间和能量的消耗，路径的不确定性和随机性较大，效率很低。规划式覆盖航路规划螺旋收缩式和往返前进式。其航路规划如图和图所示。螺旋收缩式是指在规定区域内，路径沿着区域的边界圈圈向中心移动，如此反复，直到覆盖完整个区域。往返前进式是以障碍物作为边界，将规划区域分解为万方数据三峡大学硕士学位论文些不重复的单元，可用简单的往返运动实现整个区域的覆盖。顺时针螺旋收缩式“之”字型往返前进式图运动路线对于而言，螺旋收缩式在覆盖后期由于区域越来越小导致转弯非常频繁，由。

2、项长远的计划。据统计，蕴藏在海洋中的石油天然气及各种稀有金属等工业发展所必须的资源在海洋中的储量是陆地的几倍甚至几十倍，因此，更有效地开发利用海洋资源对人类未来生存和发展具有十分重要的意义。发展认识海洋开发海洋需要的各种高技术手段，已成为建设海洋强国捍卫国家安全以及实现可持续发展的必然要求。近些年来，随着现代科学技术的迅速发展和在水下领域里的广泛应用，使得水下的发展十分迅速。水下自主机器人与母船之间没有物理连接，并且自身携带动力，依靠机器的智能控制实现自主航行。能够在水下进行观察摄像打捞和施工作业，因此在海洋开发中得到广泛的应用。不论是从军事角度，还是从工业和商业角度上来说，水下的应用都十分广泛，并且在这些领域里的应用有着十分重要的意义。在民用方面，可用于管道或电缆铺设海底考察石油等矿资源的。

3、现这些任务，就需要全覆盖路径规划方法。全覆盖路径规划要求机器人所有的路径要与作业区域重合，要对整个作业区域进行探测，且无遗漏不重复的覆盖，在完成特定任务的同时要避开作业区域内的障碍物。对于来说，由于它要完成特定的任务如搜索与救援探雷以及海底探测等工作，这就需要其将固定水域的每个点都要尽量到达，所以这和普通的路径规划不太样，它要求遵循定的航线来运动，同时要有航线的不重复性和遍历性。所谓遍历性是指要能够的遍历整个无障碍的区域，它直接反映出作业的效果。所谓不重复性是指的航行路线应该减少重复性，它体现了的工作效率。在已知环境的水上固定作业区域。如何实现高效无遗漏少重复的覆盖整个作业区域，就必须用到可靠并有效的全区域覆盖路径规划算法。全覆盖航路规划主要分为以下两类随机式和规划式航路规划覆盖。随机式全覆。

4、局航路规划模块的设计思路全局航路规划模块的评价指标无障碍全覆盖算法有障碍全覆盖算法基于改进最短切线法的全局航路规划算法设计算法验证分析本章小结水面遥控系统通信模块及人机交互模块设计水面遥控系统通信模块设计思路水面遥控系统通信模块设计人机交互模块设计思路人机交互模块设计本章小结水面遥控系统实现及试验水面操作台系统软件架构系统的工作流程水面遥控系统测试试验本章小结结论和展望结论万方数据三峡大学硕士学位论文展望参考文献后记攻读硕士学位期间发表的学术论著万方数据三峡大学硕士学位论文绪论研究背景地球上有大约的面积被海洋覆盖，海洋不仅为人类提供航运水产，还蕴藏着丰富的矿产和巨大的能量。随着世界各国经济的快速发展，世界各国对于海洋资源的争夺与开发，已经在国际大舞台上缓缓拉开了帷幕，而对于海洋资源的开发更是。

5、划模块主要实现的功能是进行全覆盖路径规划并进行航迹的绘制，是本文中研究的项关键问题。即在指定区域内，依据已知环境的信息，按照规定的航行间距，规划出从起点到终点无碰撞全覆盖路径。要求将区域内尽可能的全部覆盖，使用方法要简单明了运算速度快。因此本模块的设计主要是设计出种能够实现全覆盖航路规划的算法，完成航路的规划。全局航路规划模块的设计思路航路规划是个基础的数学问题，对于来说也是个实际的问题，航路规划分为两类类是点到点的航路规划，另类是全覆盖规划。对于大多数航路规划而言，规划的目的在于从起始点到终点寻找条最短最优最合理的无碰撞平滑路径。而对于全覆盖航路规划，是在个的平面内生成个区域填充的路径规划。全覆盖是指机器人完全遍历所有的区域，如传统的二维的路径规划无法做到的清洁修剪探测以及检查等任务。要实。

6、于有个最小的转弯半径，到后期覆盖前进时，难度会逐渐加大，甚至可能无法完成，故选择航行间距致的“之”字型往返前进式。“之”字型路线的航行间距由装载上的侧扫声呐半径决定。本文中，全局全覆盖航路规划，环境状况和障碍物的位置及形状是已知的，障碍物可简化为具有定作用半径的圆柱体或圆锥体等几何体的组合。在航行阶段般只考虑它本身的横侧向运动也就是水平航迹，继而可简化为平面几何处理。故环境地图即可满足要求，在本文涉及的航路规划中，均在环境地图中完成。的路径规划过程要构建环境模型，必须设定定的假设条件。在该研究内容中，采用全覆盖航路规划，其设计思路如下利用相关算法，找到合理的路径，运动规则采用直线型之字型圆形螺旋型等，尽可能简单致。该路径应采用简单的路径轨迹如直线或圆弧，使得路径简单，容易实现。计算所走的总距。

7、开发海洋打捞数据收集钻井支援海底施工水下设备维护与维修等。在军事方面，可用于侦察监听布雷排雷及援潜救生等。开始取代过去由载人潜水器和潜水员所承担的工作，尤其是在大深度和危险的区域。的工作环境决定了它时常要面临着各种各样的危险，如果操作人员在岸上无法遥控，很可能导致水下机器人失事沉入海底，造成重大损失。由此，面对复杂的水下工作环境，研究有效且可靠的水面遥控系统，已成为研制过程中质量。此外，在大范围远距离航行中，信号的衰减很大，还需增加卫星定位系统。人机交互模块是由操作人员直接接触，实现对的遥控的过程。该模块能够实现的功能主要有状态的显示，将通信模块所接收的信息转换成操作人员容易读懂的状态信息，以实现对实时准实时的状态显示。设备控制，通过操作人员输入相关数据信息，通过人机交互模块将数据转换成通信。

8、从点出发，向方向进行“之”字型前进。定义点经度纬度坐标为点经度纬度坐标为点经度纬度坐标为，。过点做与轴垂直的垂线，过点做与轴垂直的垂线，与的夹角为，令，其中单位米为地球赤道上度的长度，为赤道经度分的长度。若要求在规定的红色矩形内从点开始进行“之”字型往返前进，就要根据矩形的坐标信息求出“之”字型拐点，的坐标信息。根据坐标图分别求出的长度，为循环次数，为可自主设置的“之”字型宽度，即航行间距。该宽度决定于装载在上的测扫声呐的半径。，万方数据分类号密级公开硕士学位论文水面遥控系统的设计与实现学位申请人杨爽学科专业控制理论与控制工程指导教师黄敬尧教授二四年五月万方数据，万方数据三峡大学硕士学位论文三峡大学学位论文原创性声明本人郑重声明所呈交的学位论文，。

9、数据，发送给，以实现对相关设备的控制。相关文件的操作，实现文件新建保存视图设置等功能。三个模块之间相互也有联系，全局航路规划模块所规划的路径，通过人机交互模块转换成识别的信息，通过通信模块发送给，使得按照规划的路径前行。此外，的相关信息，通过通信模块传递给人机交互模块，操作人员通过读取人机交互模块反馈的信息，再对进行相关操作。三个功能模块之间相互合作，最终实现的所用功能。本章小结本章首先介绍了的总体结构，然后详细分析了水面遥控系统的功能需求。针对功能需求，提出了水面遥控系统的总体架构，将水面遥控系统分为全局航路规划模块，通信模块以及人机交互模块。三个功能模块相互合作，最终实现的相关功能，后文将具体介绍这三个模块的设计工作。万方数据三峡大学硕士学位论文水面遥控系统全局航路规划模块设计全局航路规。

10、条数。为拐点与拐点之间的路径的起始点，为目标点，且假设两个拐点之间的速度是恒定的。路径距离和时间公式中为相邻两个拐点之间的距离。公式中是两个拐点之间线段上的速度，任意两个拐点之间的速度大小相等，方向相同。覆盖面积公式中为可自主设置的“之”字型宽度，即侧扫声呐的半径。重复率公式中为重复航线数，为总航线数。能耗公式中，为每米消耗的能量。偏航公式中，为第条航线的偏移量。万方数据三峡大学硕士学位论文无障碍全覆盖算法图“之”字型航路规划算法的原理在个规定的矩形区域内，该坐标并非普通的坐标轴，而是大地经纬度坐标。在地球上，经线所在的长度不随纬度改变，而纬线所在的长度随经度发生改变。纬度越大，纬线所在长度越短。如图所示红色矩形，在横坐标为纬度纵坐标为经度的坐标系中，假定。

11、是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的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后果由本人承担。学位论文作者签名日期万方数据三峡大学硕士学位论文内容摘要随着我国海洋强国的建设捍卫国家安全政策及可持续发展战略的推进，海洋资源的开发日益重要。面对复杂多变的海洋水下环境，水下自主机器人作为认识海洋开发海洋的种重要高技术手段，由于具有独立自携动力可实现遥控操作和适用于大深度危险海洋区域等优点，已在军事工业商业及民用领域得到广泛应用。目前，国内外已研发了多种不同结构和功能的水下机器人，并进行生产及应用。但现有的智能化水平及面对复杂环境的控制能力仍存在不足，为此。

12、离和航行的时间，使这两个值最小。判断所规划的路径是否具有遍历性，尽量使线路能覆盖整个区域。覆盖的过程中，计算出的航行路径的重复率，尽量减少重复率。设计出合适的行走方式，计算出航行时的能耗值，以实现能源消耗最低。计算航行路径中，遇到障碍时绕开障碍时的路径偏离原始路径的偏航量，使其偏航量最小。根据上述设计思路，所设计出的全覆盖航路规划，可以满足的功能需求。帮助完成所要完成的任务。由于的航行环境较为复杂，只要所规划的路万方数据三峡大学硕士学位论文径是在误差允许的范围内，采用最优的方法和策略，就能够使实现全覆盖航路规划。全局航路规划模块的评价指标根据上述全覆盖航路规划的的相关指标，本节将抽象的指标概念数学化具体化，为算法的实现奠定基础。任意条路径用，表示，其中为“之”型航路规划中拐点与拐点之间路径的。

参考资料：

[1]绘本故事：是谁嗯嗯在我的头上（优） 编号18042（第22页，发表于2022-06-24）

[2]绘本故事：是谁嗯嗯在我的头上（优） 编号18060（第22页，发表于2022-06-24）

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[8]绘本故事：是谁嗯嗯在我的头上（优） 编号18060（第22页，发表于2022-06-24）

[9]绘本故事：我的名字克丽桑丝美美菊花（优） 编号18060（第35页，发表于2022-06-24）

[10]绘本故事：我的名字克丽桑丝美美菊花（优） 编号18060（第35页，发表于2022-06-24）

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[17]绘本故事：我的名字克丽桑丝美美菊花（优） 编号18060（第35页，发表于2022-06-24）

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[19]绘本故事：我要我的牙齿（优） 编号18060（第22页，发表于2022-06-24）

[20]绘本故事：我要我的牙齿（优） 编号18060（第22页，发表于2022-06-24）