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基于改进快速行进平方法的无人帆船动态避碰方法

赵文涛 靖龙悦 孙朝阳 黄琰 谢华龙

赵文涛, 靖龙悦, 孙朝阳, 黄琰, 谢华龙. 基于改进快速行进平方法的无人帆船动态避碰方法[J]. 中国舰船研究. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.03241
引用本文: 赵文涛, 靖龙悦, 孙朝阳, 黄琰, 谢华龙. 基于改进快速行进平方法的无人帆船动态避碰方法[J]. 中国舰船研究. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.03241
Dynamic collision avoidance method of unmanned sailboat based on improved fast marching square method[J]. Chinese Journal of Ship Research. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.03241
Citation: Dynamic collision avoidance method of unmanned sailboat based on improved fast marching square method[J]. Chinese Journal of Ship Research. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.03241

基于改进快速行进平方法的无人帆船动态避碰方法

doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.03241
基金项目: 国家级-基于原位观测数据反馈的海洋物质分布状态估计与自主探测方法研究(42276198)

Dynamic collision avoidance method of unmanned sailboat based on improved fast marching square method

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基于改进快速行进平方法的无人帆船动态避碰方法赵文涛,等创作,采用知识共享署名4.0国际许可协议进行许可。
  • 摘要: [目的] 提高无人帆船的自主避碰能力对保证航行安全尤为重要,为解决帆船在开阔水域的多船避碰问题,对基于改进快速行进平方法的局部动态避碰算法进行了研究。 [方法] 考虑到帆船的速度不可控,将其避碰行为转化为航向控制问题,以总势场梯度下降方向为期望避碰航向。当帆船没有碰撞风险或顺风航行时,仅通过构造时间势场以避开所有静止不规则障碍并到达目标点。而当帆船存在航行约束时,根据国际海上避碰规则(COLREGS)为特定会遇场景设计高斯似然函数以动态地构建障碍势场,同时为考虑帆船航行死区,引入局部风势场,以实现帆船动态避碰与之字型航行策略相结合的应用需求。 [结果] 仿真实验结果表明,所提出的算法可以使无人帆船在遵守避碰规则和避免航行死区的同时,成功地在各种会遇场景下实现与其他帆船、受限机动船的避碰操作,相比于原始快速行进平方算法,逆风航行时间大大缩短,避碰航迹也更加合理、安全。 [结论] 所提方法符合帆船运动特性及避碰规则,在复杂环境下具有较高的安全性和鲁棒性,对无人帆船自主避障技术发展具有一定的科学价值。
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-01-10
  • 网络出版日期:  2023-05-15

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