进入21世纪以来,我国海军实力蓬勃发展,继航母辽宁舰后,中国首艘自主建造的国产航母,山东舰也正式交接入列。海洋军备设施不断发展更新,舰载机作为我国航空母舰的主要作战装备,是其在海上战场中维持优势的重要武器,舰载机出勤、回收和入库的高效性和安全性,是衡量航母战斗力和综合作战能力的重要指标。随着航母舰载机的数量与日俱增,其停机工作体系越来越受到了人们的关注。航母甲板的停机工作是一项复杂的操作工作,它是指由驾驶员驾驶前部的牵引车,以倒车的方式,推动后部无杆牵引的舰载机倒入预期的停机位。由于人为的因素,这种基于人工的舰载机入库方式速度慢、准确率低。传统的人工驾驶模式已难以满足航母对于舰载机入库的快速性的要求,严重影响了舰载机出勤效率,成为阻碍航海航空事业发展的首要障碍。如何对航母舰载机牵引入库作业进行有高效的、高精度的规划与控制,提高自动化与智能化水平,已是摆在我们面前的紧迫任务。本论文以舰载机的牵引车作为研究对象,主要是对其运动学模型、路径规划与轨迹跟踪技术进行研究。首先通过牵引车和舰载机的参数进行了运动学建模,分析牵引车与舰载机的运动轨迹,配合蚁群算法进行路径规划。对于难度较大的二节分段式车辆倒车问题,本文通过改进LOS倒车跟踪算法,控制牵引车跟随目标路径运动,最终推动舰载机倒车避开障碍物,成功倒入预期库位。并使用Python语言设计独立的可视化航母仿真软件,通过GUI程序进行算法仿真,同时为使用者提供详细的舰载机入库可视化效果图。在第五章中对舰载机进行更为详细的缩比模型实物仿真,仿真实验根据航母甲板局部区域的尺寸,在现实的实验场所中,使用UWB定位模块,模拟一个矩形区域。通过搭建电子罗盘和角度编码器组成的检测系统,来测量实时车辆数据。设计单片机无线控制系统,控制牵引车推动后部连接的舰载机实物模型,自动跟循算法规划的避障轨迹,最终成功将舰载机倒车推入目标机位。最后根据甲板仿真软件监控的运动路径,可得牵引车在倒车运动过程中具有较精确的路径跟踪能力,验证了算法的有效性、快速性和稳定性。