一种考虑约束的无人艇靠泊行为轨迹规划方法技术

本发明专利技术提供一种考虑约束的无人艇靠泊行为轨迹规划方法，远端规划：1计算当前的期望艏向；2对期望艏向进行近障碍前瞻补偿；3更新无人艇位置；4判断无人艇是否到达远端规划目标点，是则结束远端规划转入近岸规划阶段，否则返回步骤1。近岸规划：1计算出指向第ii的初始值为1个虚拟码头的期望路径；2计算无人艇距离目标码头的距离，为当前期望速度添加码头约束；3更新无人艇位置；4判断无人艇是否抵达第i个虚拟码头，是则转步骤5，否则返回步骤2；5判断第i个虚拟码头是否为目标码头，是则规划完毕程序结束，否则令i＝i+1，返回步骤1。本发明专利技术采用了改进人工势场法，为无人艇的自主靠泊控制问题提供便利。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑约束的无人艇靠泊行为轨迹规划方法
本专利技术涉及水面无人艇自主靠泊领域，尤其涉及一种考虑约束的无人艇靠泊行为轨迹规划方法。
技术介绍
无人艇是一种强非线性的欠驱动系统，由于其无人艇在靠泊时面临的限制水域环境较为复杂，因此无人艇的自主靠泊是一大难题；另外无人艇在靠泊时还会受到因速度低导致的舵效差、因岸壁效应导致的扰动大等影响，这些都使自动控制变得更加困难。自主靠泊系统可以使欠驱动无人艇实现自主的安全的靠泊，它可以根据无人艇、目标泊位和障碍物的位置自主规划出可行的靠泊轨迹，然后交由控制系统自动控制无人艇舵、桨等执行机构，使无人艇遵循所规划轨迹完成靠泊。专利技术名称为“一种用于多种泊车场景的车辆自主泊车路径规划方法”(公开号CN1O5857306A，公开日2016年8月17日)的专利申请适用于多种泊车场景，设计合理，能够提供丰富的信息控制车辆自主泊车，安全系数高。但是车不存在漂角以及横漂的现象，该方法并不适用于无人艇的路径规划，而且该方法需要倒车等欠驱动无人艇较难完成的操作，无法适用于欠驱动无人艇自主靠泊的轨迹规划中。专利技术名称为“一种基于邻域智能水滴算法的水面无人艇路径规划方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种考虑约束的无人艇靠泊行为轨迹规划方法，其特征在于：包括远端规划阶段和近岸规划阶段，远端规划阶段步骤如下：步骤一：根据无人艇当前位置信息计算出当前的期望艏向；步骤二：选择最近的障碍物对无人艇的期望艏向进行近障碍前瞻补偿，得到补偿后的期望艏向；步骤三：根据无人艇当前速度和补偿后的期望艏向更新无人艇位置；步骤四：考察更新后的无人艇位置是否到达已知的远端规划目标点，如果到达则结束远端规划进入近岸规划阶段，否则返回步骤一；近岸规划阶段步骤如下：(1)规划出指向第i个虚拟码头的期望艏向，i初始值为1；(2)计算无人艇当前位置距离目标码头的距离，为当前期望速度添加码头约束；(3)根据期望速度和艏向更新无...

【技术特征摘要】
1.一种考虑约束的无人艇靠泊行为轨迹规划方法，其特征在于：包括远端规划阶段和近岸规划阶段，远端规划阶段步骤如下：步骤一：根据无人艇当前位置信息计算出当前的期望艏向；步骤二：选择最近的障碍物对无人艇的期望艏向进行近障碍前瞻补偿，得到补偿后的期望艏向；步骤三：根据无人艇当前速度和补偿后的期望艏向更新无人艇位置；步骤四：考察更新后的无人艇位置是否到达已知的远端规划目标点，如果到达则结束远端规划进入近岸规划阶段，否则返回步骤一；近岸规划阶段步骤如下：(1)规划出指向第i个虚拟码头的期望艏向，i初始值为1；(2)计算无人艇当前位置距离目标码头的距离，为当前期望速度添加码头约束；(3)根据期望速度和艏向更新无人艇位置信息；(4)判断当前无人艇是否抵达第...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖煜雷，贾知浩，张伟斌，李晔，王磊峰，陈启贤，张伟，何佳雨，姜权权，秦洪德，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23