1. 目的及意义

   1. 1研究背景

      本毕业设计（论文）题目为基于人工势场的全局路径规划方法研究与仿真。近些年关于智能船舶的研究得到了持续的关注和发展，使得无人船成为了船舶与海洋工程这一领域的一个前沿热点。中国船级社发布的《智能船舶规范》在2015年3月1日生效, 劳氏船级社也发布了智能船舶入级指导文件。英国罗尔斯·罗伊斯公司2016年4月首次披露了自动无人驾驶货船岸基控制中心运营版本, 展示了未来无人航运概念。随后发布了“高级无人驾驶船舶应用开发计划”, 发布了项目白皮书, 阐述了实现遥控与无人驾驶船舶的未来愿景, 并认为无人船“这一切即将发生”。美国、日本和韩国等国家也在各自的无人船研究方面加大了投入。中国方面2017年12月6日的上海海事展期间, 云洲携手中国船级社、珠海市政府及武汉理工大学, 共同启动了全球首艘投入商业运营的小型无人货船项目——“筋斗云”项目。这艘名为“筋斗云”的500吨级无人货船完全依照中国船级社发布的无人货物运输船舶检验规范进行设计建造, 主要用于内河航运以及海岛补给。该船规划船身长度为50米, 采用电力推进, 续航能力可达500海里。预计2018年底下水, 2019年将在全球范围内实现商业运营, 开启无人航运之门。在无人船逐年兴起这一大的背景下，本课题基于人工势场法就无人船自主路径规划这一重要方向进行了研究。

      1.2研究的目的及意义

      无人船领域由于具有较高的军事价值，国外对其研究起步较早就美国和以色列而言在无人船艇军事化方面已经有了较为完善的技术，欧洲国家在民用无人船艇方面也处于领先的地位。我国无人船的研究起步较晚，又由于西方国家的技术封锁，很多关键性的技术还处于探索阶段。自主的路径规划问题是无人船研究的核心问题之一，其可供采用的研究方法有很多，本课题采用人工势场法这一主流的路径规划方法。人工势场法的提出较早，以虚拟场的数学理论阐述简单明了，算法结构简单，易于实现，计算量较小，所规划的路径平滑等优点被广泛地研究和应用到自主交通领域，例如无人车和无人飞行器的路径规划，但在无人船舶上应用则很少，所以将人工势场法引入船舶路径规划具有较高的研究价值。通过人工势场法对路径规划的研究，可以使得无人驾驶的智能船舶对复杂的航行情况做出合理的路线规划，引导智能船舶安全地航行到目的地，减少对应的人力成本，提高船舶运输的经济性。

2. 研究的基本内容与方案

2.研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

2.1基本内容

智能船舶航迹规划是船舶利用的传感器获取外界障碍物的情况下，根据船舶具有的技术条件和性能，充分考虑各种环境因素，保证船舶安全航行的条件下，规划最优航迹，以达到节省燃料消耗的目的。

（1）在进行毕业设计任务分析、资料检索、调研的基础上完成开题报告。

（2）了解和掌握面向船舶的全局路径规划相关知识，包括现有方法及其工作原理。