[發明專利]融合海流及尺度差異影響的無人艇多目標會遇避碰方法

有效

• 申請號: 202010725524.2
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN111984006B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 賈琪;廖煜雷;黃兵;龐碩;張磊;李志晨
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.融合海流及尺度差異影響的無人艇多目標會遇避碰方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：通過無人艇搭載的設備獲取無人艇自身以及所有障礙物的位置信息、艏向信息和航速信息；以無人艇當前位置為原點，以東為X軸正方向，以北為Y軸正方向建立坐標系；

步驟2：對于每一個障礙物，計算在海流的影響下無人艇和該障礙物的相對漂移量DD、海流最近會遇距離CDCPA和海流最近會遇時間CTCPA；

其中，V₀為無人艇的速度；V_c為海流的流速；V_t為障礙物的速度；α_c為海流流向和無人艇艏向的夾角；t為單位時間；C₀為無人艇的艏向角；C_t為障礙物的艏向角；B是障礙物相對于無人艇的方位角；r是障礙物與無人艇的相對距離；δ為船長系數，當障礙物為靜止障礙物時，δ＝1；當障礙物為運動障礙物時，船長系數δ取決于障礙物長度L_t相對于無人艇艇長L的倍數，

步驟3：計算無人艇與障礙物的危險系數α_t，將危險系數α_t最大值對應的障礙物作為首要避讓目標；

其中，α_risk是風險評估系數，是個常數，其作用是避免分母項為零；

步驟4：對于首要避讓目標，判斷r≤R₁且CDCPA≤R₂是否成立；若r≤R₁且CDCPA≤R₂，則開始執行避讓行動，執行步驟5；否則，返回步驟1，進行下一時刻的避碰控制；其中，R₁為設定的障礙物與無人艇的相對距離閾值；R₂為設定的海流最近會遇距離閾值，是保證障礙物經過無人艇的安全的距離；

步驟5：計算無人艇執行避讓行動時的艏向角C_避讓，艏向角C_避讓滿足以下條件：當無人艇以C_避讓為艏向角執行避讓行動時，無人艇與每一個障礙物的海流最近會遇距離CDCPA大于海流最近會遇距離閾值R₂，即CDCPA＞R₂；艏向角C_避讓的計算方法為：

獲取滿足無人艇與每一個障礙物的海流最近會遇距離CDCPA大于海流最近會遇距離閾值R₂的所有無人艇艏向角C_i；若C_i不存在，則無人艇采取停船等讓措施；若C_i僅有唯一值，則無人艇執行避讓行動時的艏向角C_避讓取該值；若存在多個C_i，則取|C_i-C₀|的值最小時對應的C_i作為無人艇執行避讓行動時的艏向角C_避讓；

步驟6：判斷無人艇是否到達目標點，若未到達目標點，則返回步驟1，開始下一時刻的避碰控制。