路径规划技术是制约水面无人艇能否成功应用的关键技术之一，也是自主航行和自主执行任务的基础和保障。本书主要阐述水面无人艇路径规划关键技术。全书共分7章，主要内容包括：无人艇路径规划现状；风浪流作用下无人艇路径规划模型构建及智能算法设计及实现；无人测量艇测绘出图平台构建及作业路径规划研究；风帆助航无人艇智能控制系统设计与实现；助航风帆帆型选择方法研究等。
本书内容紧密围绕无人艇路径规划关键技术阐述，案例翔实、结构缜密、论述充分。本书可供智能航海、自动控制、机器人学等相关领域从业人员参阅，也适合海上交通工程、交通信息工程及控制、控制科学与工程等相关方向的学生参考。
第1章 绪论
1.1 概述
1.2 国内外研究现状
1.2.1 USV设备制造研究现状
1.2.2 USV路径规划研究现状
1.2.3 多目标粒子群优化算法研究现状
1.3 发展动态分析
1.4 本书的主要研究内容和逻辑结构
第2章 风浪作用下海事无人艇巡航路径规划
2.1 概述
2.2 问题描述
2.3 阶段一：融合障碍物危险度的元胞自动机路径规划算法
2.3.1 基于元胞空间的航行环境表征
2.3.2 演化规则
2.3.3 融合障碍物危险度的元胞自动机路径规划
2.4 阶段二：基于蒙特卡洛一模拟退火的巡航点优化排序
2.4.1 采用蒙特卡洛算法产生初始巡航序列
2.4.2 基于模拟退火算法实现巡航点优化排序
2.5 无人艇巡航路径规划试验
2.6 小结
第3章 海流影响下的无人艇多目标路径规划
3.1 概述
3.2 问题描述
3.2.1 无人艇运动模型
3.2.2 无人艇运动环境
3.2.3 无人艇路径规划的多个优化目标
3.2.4 无人艇路径规划模型
3.3 适用于无人艇路径规划的动态增强多目标粒子群优化算法
3.3.1 模型特征分析
3.3.2 多目标粒子群优化算法MOPSO概述
3.3.3 DAMOPSO算法
3.3.4 DAMOPSO算法的性能评价
3.3.5 基于DAMOPSO算法的无人艇路径规划实现流程
3.4 无人艇多目标路径规划实验
3.4.1 流向和流速恒定情况下的无人艇多目标路径规划案例
3.4.2 时变流场下的无人艇多目标路径规划案例
3.5 小结
第4章 无人测量艇测绘出图平台构建及作业路径规划
4.1 概述
4.1.1 动机
4.1.2 相关工作
4.1.3 本章内容及结构安排
4.2 无人测量艇测绘出图平台设计及实现
4.2.1 无人测量艇测绘平台结构
4.2.2 无人测量艇控制模式
4.2.3 无人测量艇测绘出图流程
4.3 无人测量艇作业路径规划问题建模
4.3.1 覆盖路径规划概述
4-3.2 作业路径规划建模
4.4 联合剪草机和A*算法的覆盖路径规划方法
4.4.1 测绘作业水域区域划分
4.4.2 各区域路径规划策略
4.4.3 仿真案例
4.5 无人测量艇测绘作业水域试验
4.5.1 水域试验准备
4.5.2 作业路径规划
4.5.3 水下地形图绘制
4.5.4 试验分析
4.6 小结
第5章 风帆助航无人艇智能控制系统设计与实现
5.1 概述
5.2 风帆辅助驱动无人艇智能控制系统设计
5.2.1 通信系统
5.2.2 传感器数据处理
5.2.3 上位机平台软件设计
5.2.4 下位机平台软件设计
5.3 风帆辅助驱动无人艇智能控制系统SUICS实现过程
5.3.1 通信系统实现过程
5.3.2 传感器系统实现过程
5.3.3 上位机平台实现过程
5.3.4 上位机平台实现过程
5.4 带有SUICS的风帆辅助驱动无人艇水域试验
5.4.1 水域试验方案
5.4.2 试验结果分析及讨论
5.5 小结
第6章 基于CFD的助航风帆选型方法研究
6.1 概述
6.2 翼型硬帆建模与受力分析
6.2.1 翼型硬帆在风场中的建模
6.2.2 翼型硬帆的受力分析
6.3 数值模拟方法
6.3.1 翼型风帆计算SST κ-ω控制方程
6.3.2 翼型硬帆仿真流程
6.4 仿真结果与讨论
6.4.1 C1和Cd的计算结果
6.4.2 压力等值线云图结果
6.5 面向风帆助航船舶的翼型硬帆选型方法
6.6 小结
第7章 总结
7.1 本书研究工作总结
7.1.1 本书研究所依托项目
7.1.2 主要工作总结
7.1.3 本书的主要创新点
参考文献
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