【摘要】：與船舶避碰決策系統(tǒng)不同,無人避碰系統(tǒng)因為無人參與,所以在技術上有更高的要求。本課題與上海某所無人艇試驗相結合,為無人艇提供避碰決策系統(tǒng)。該系統(tǒng)從顯控臺接受計劃航線,獲取傳感器信息,然后得出避碰決策發(fā)送給航行控制器,使得無人艇在按計劃航行時能夠避開動靜態(tài)障礙。整個避碰過程首先需要對獲取的信息進行相關的參數(shù)計算,包括運動參數(shù)、航段判斷以及坐標轉換等,再結合專家經(jīng)驗建立最小安全會遇領域模型,然后以這些信息為輸入,進行危險度評估。若有危險則進入算法避碰決策過程,得到安全路徑輸出給控制器。本課題中分別采用人工勢場法和幾何避碰法兩種算法實現(xiàn)避碰決策系統(tǒng)。且建立了避碰決策系統(tǒng)的評價指標,以便對避碰行動優(yōu)劣進行評估。對于人工勢場法避碰決策系統(tǒng),首先建立人工勢場模型,解決人工勢場法中局部最小問題,然后采用幾何建模的方式對靜態(tài)環(huán)境建模,且基于安全性考慮對動態(tài)障礙進行建模。最后針對人工勢場法輸出路徑點過多不符合控制器要求的問題,建立了路徑點過濾模型。對于幾何避碰決策系統(tǒng),首先對基本概念以及幾何避碰原理做了簡要介紹,建立了規(guī)避高速艇模型和規(guī)避低速艇模型。然后對海事規(guī)則中的會遇情形和行動幅度進行討論,將幾何避碰模型與海事規(guī)則相結合,確定了安全航向和復航時機模型。最后針對幾何避碰多艇過程提出了三種方案并對其性能分析。對人工勢場法系統(tǒng)的仿真結果表明,能夠避開動靜態(tài)障礙,但是避碰行動評分不高,且并不符合海事規(guī)則,實驗結果表明系統(tǒng)需要考慮控制器延時問題。而對幾何避碰系統(tǒng)的仿真結果表明對動態(tài)障礙有較優(yōu)的避碰行動。綜上,人工勢場法對于靜態(tài)障礙有很好的避讓效果,但是對于動態(tài)障礙規(guī)避效果不如幾何避碰。幾何避碰則能夠結合海事規(guī)則,避碰行動和幅度都能建立模型進行限制和優(yōu)化,但是不能規(guī)避靜態(tài)障礙,且?guī)缀伪芘鐾ㄟ^避碰航向和復航時機計算得到避碰路徑點只有一個,不滿足復雜情況下的避碰要求。
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U664.82
【圖文】：

無人艇的研究有待深入，現(xiàn)有航天科工集團研發(fā)的“天“天象”是一艘民用無人水面艇，擁有遙控和自主兩種7]。其中自主航行模式能夠根據(jù)預設航跡航行，并且能夠工程大學對無人艇也展開了積極的研究，包括目標識別以及自主航行控制器等技術。其中和沈陽新光公司合作航定位設備，且擁有多種技術。隨著對無人艇技術研究得突破性進展，實現(xiàn)了自主研發(fā)的無人水面艇在南海的海事救援等功能。策系統(tǒng)研究現(xiàn)狀示，與無人艇避碰技術相比，船舶避碰技術是由駕駛員行，無人艇避碰技術是自動選擇最優(yōu)決策方案輸出給執(zhí)的避碰操作對于無人艇避碰決策有一定的參考作用。

無人艇系統(tǒng)

圖 2.2 安全領域范圍一個范圍，當其他艇進入到本。該范圍以外的船舶則對本艇統(tǒng)計結果可知[32]，當目標船位的船舶不會避碰[32]。當目標船舶不會避碰[32]。當目標船位于會避碰[32]。當目標船位于本會避碰[32]，若 DCPA 等于 0.9可以取值為左舷 1.5nmile，右動界的因素有本船的操縱性、關于本船的影響因素是變量，( )rk N DCPASa v Tv = +

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 呂紅光;尹勇;尹建川;;混合智能系統(tǒng)在船舶自動避碰決策中的應用[J];大連海事大學學報;2015年04期

2 茅云生;宋利飛;向祖權;周永清;茅普修;閆釗;;水面無人艇多船障礙智能避碰[J];大連海事大學學報;2015年04期

3 萬接喜;;外軍無人水面艇發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J];國防科技;2014年05期

4 馬天宇;楊松林;王濤濤;辛磊;陳q

本文編號：2755821