[發明專利]一種水面無人艇在河道航行時的避碰決策方法

有效

• 申請號: 202110698636.8
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113436467B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 房媛媛;趙燕;張晶晶;張凱麗;劉乃道;武智強
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七0七研究所
• 主分類號: G08G3/02
• 分類號: G08G3/02
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王雨晴

1.一種水面無人艇在河道航行時的避碰決策方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1、獲取河道或指定多邊形水域的邊界信息；

步驟2、航行時利用無人艇感知系統實時探測以獲取障礙物或會遇船只信息；

步驟3、分析會遇態勢，判斷是否存在碰撞危險；

步驟4、對于存在碰撞危險的目標障礙物或會遇船只分別計算可行的避碰措施；

步驟5、以轉向角度小為優選原則，確定初步優選方案和初步備選方案；

步驟6、計算初步優選方案和初步備選方案的避讓點距離河道邊界距離；

步驟7、以距離大為優選原則，確定最終避讓方案；

所述步驟6計算初步優選方案和初步備選方案的避讓點距離河道邊界距離的具體步驟包括：

(1)分別計算兩個方案的避碰點位置，即本船朝避碰點位置航行時可安全避讓危險障礙，且駛過避碰點后可直接復航；

(2)兩側河道相交，提取交點確定當前河道兩側的邊界線段；

(3)分別計算避碰點到當前河道兩側的邊界線段的距離；

(4)同理獲得初步備選方案避碰點到河道兩側邊界的距離。

2.根據權利要求1所述的一種水面無人艇在河道航行時的避碰決策方法，其特征在于：所述步驟1的河道或指定多邊形水域的邊界信息為可行河道段或指定航行區域的順時針多邊形頂點經緯度信息。

3.根據權利要求1所述的一種水面無人艇在河道航行時的避碰決策方法，其特征在于：所述步驟2的障礙物或會遇船只信息包括靜態障礙物或動態會遇船只的方位、距離、航速和航向的信息。

4.根據權利要求1所述的一種水面無人艇在河道航行時的避碰決策方法，其特征在于：所述步驟3的具體方法為：根據無人艇的旋回特性、操控精度以及環境參數，計算安全會遇距離SDA；根據無人航行狀態、目標信息，計算最近會遇距離DCPA和最近會遇時間TCPA；比較DCPA和SDA的大小，如DCPA＜SDA則存在避碰危險，進入步驟4；反之無避碰危險則返回步驟2。

5.根據權利要求1所述的一種水面無人艇在河道航行時的避碰決策方法，其特征在于：而且，所述步驟4的具體為：在不變速的情況下，給出分別從目標左側或右側安全駛過的轉向避讓方案。

6.根據權利要求1所述的一種水面無人艇在河道航行時的避碰決策方法，其特征在于：所述步驟5的具體方法為：對比從目標左側或從目標右側安全駛過的轉向角度，轉向角度相對小的確定為初步優選方案，轉向角度相對大的確定為初步備選方案。

7.根據權利要求1所述的一種水面無人艇在河道航行時的避碰決策方法，其特征在于：所述步驟7的具體方法為：對比初步優選方案和初步備選方案避讓點距離邊界的距離，距離相對大的確定為最終避讓方案。