針對無人船在未知海洋環(huán)境下的避碰問題,提出了一種基于集合制導和動態(tài)窗口約束的無人船自主動態(tài)避碰方法。為了使無人船能夠在沿預先規(guī)劃路徑航行的同時規(guī)避障礙物,采用了一種基于集合制導算法的無人船航行模式切換策略。當滿足一定條件時,該策略能夠使無人船在路徑跟隨模式和避碰模式之間進行切換,以實現(xiàn)航跡跟蹤控制與避碰路徑規(guī)劃相結合;同時考慮到船舶自身的操縱性能,設計了一種基于動態(tài)窗口約束的反應式避碰方法。仿真試驗表明,在滿足國際海上避碰規(guī)則的前提下,該方法能夠使無人船在沿預設路徑航行的同時,有效地規(guī)避障礙物。

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【部分圖文】：

圖2無人船避碰路徑點

inmax,，此時總是在切錐之內(nèi)，路徑跟蹤模式有效。當omRR時（圖1(b)所示），C,，此時min，只有當0時，在切錐之內(nèi)，路徑跟蹤模式有效，當0時，避碰模式有效。當oR時（圖1(c)所示），此時USV到障礙物中心的距離在有效值集C外，違背了避碰控制的目標。2.2無人船動態(tài)窗口....

圖1無人船與障無人船無人（a）無人船在安全區(qū)域（b）無人船

61卷第3期（總第235期）陳天元，等：基于集合制導和動態(tài)窗口約束的無人船自主動態(tài)避碰方法研究179無人船障礙物無人船障礙物無人船障礙物（a）無人船在安全區(qū)域（b）無人船在避碰區(qū)域（c）無人船在禁止區(qū)域圖1無人船與障礙物的相對位置當mR時（圖1(a)所示），,mCR,故minma....

圖1無人船與障礙物的相對位置無人船無人船無人船（a）無人船在安全區(qū)域（b）無人船在避碰區(qū)域（c）無人船在禁止區(qū)域

61卷第3期（總第235期）陳天元，等：基于集合制導和動態(tài)窗口約束的無人船自主動態(tài)避碰方法研究179無人船障礙物無人船障礙物無人船障礙物（a）無人船在安全區(qū)域（b）無人船在避碰區(qū)域（c）無人船在禁止區(qū)域圖1無人船與障礙物的相對位置當mR時（圖1(a)所示），,mCR,故minma....

圖3海事避碰規(guī)則劃分圖

上式中，min為無人船避障的最小艏向角，max為無人船避障的最大艏向角。因此可以得到無人船的艏向角窗口為minmax,r（21）最后，將通過LOS導航算法得到的艏向角與艏向窗口進行比較，判斷所得結果是否滿足無人船的操縱性約束。2.3無人船避碰規(guī)則為了避免對障礙物或無人船自身安全造....

本文編號：3921039