[發明專利]一種帶長拖曳線陣列的無人船避障方法有效
| 申請號： | 202010059881.X | 申請日： | 2020-01-19 |
| 公開（公告）號： | CN111158381B | 公開（公告）日： | 2023-08-15 |
| 發明（設計）人： | 陳岱岱;吳富民;駱曹飛;富玲峰;李培正;徐峰;嚴海鳴 | 申請（專利權）人： | 中電科(寧波)海洋電子研究院有限公司 |
| 主分類號： | G05D1/02 | 分類號： | G05D1/02 |
| 代理公司： | 重慶強大凱創專利代理事務所(普通合伙) 50217 | 代理人： | 蒙捷 |
| 地址： | 315000 浙江省寧波市高新*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 拖曳 陣列 無人 船避障 方法 | ||
1.一種帶長拖曳線陣列的無人船避障方法，其特征在于，包括如下步驟：
S1、帶長拖曳線陣列的無人船利用搭載的環境感知設備對水面障礙物探測，連續跟蹤水面障礙物，實時輸出水面障礙物的位置、障礙物中心坐標，并構建水面障礙物膨脹化區域，水面障礙物膨脹化區域指以障礙物中心為圓心，以人為設置的安全距離為半徑的圓形區域；
S2、計算障礙物相對無人船的相對位置p和相對速度v；
S3、獲取無人船的速度障礙區，速度障礙區的表達式為：
VO＝{v|-v·pleft≥0∩v·pright≥0}
式中，pleft和pright表示障礙物在潛在碰撞區域內的區域；
S4、將速度障礙區矢量劃分為若干個速度障礙網格，每個速度障礙網格對應航速和航向；計算每個速度障礙網格對應的最近會遇距離DCPA和到達最近會遇距離處的時間值TCPA；
S5、計算每個速度障礙網格的代價函數；
S6、選取代價函數最小的一個速度障礙網格作為下一步帶長拖曳線陣列無人船的控制指令。
2.根據權利要求1所述的一種帶長拖曳線陣列的無人船避障方法，其特征在于：所述S3中，
其中，θ為相對位置矢量與速度障礙區域邊緣的夾角。
3.根據權利要求2所述的一種帶長拖曳線陣列的無人船避障方法，其特征在于：所述S4中，將速度障礙區矢量劃分為(i*j)個速度障礙網格，每個速度障礙網格對應航速vi和航向ψj。
4.根據權利要求3所述的一種帶長拖曳線陣列的無人船避障方法，其特征在于：所述S5中，代價函數的表達式為：
fcost＝(Δvi,j)TΔvi,j+βfcollision(vi,ψj)
其中，β為速度障礙系數；fcollision(vi,ψj)為碰撞布爾函數；Δvi,j為每個速度障礙網格與當前航行狀態之間的速度差矢量，其表達式為：
5.根據權利要求4所述的一種帶長拖曳線陣列的無人船避障方法，其特征在于：
當S4中速度障礙網格的最近會遇距離DCPA和時間值TCPA有一個值小于或等于安全閾值時，S5中速度障礙網格的碰撞布爾函數取值為1；
當S4中速度障礙網格的最近會遇距離DCPA和時間值TCAP均大于安全閾值時，S5中速度障礙網格的碰撞布爾函數取值為0。
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