一种智能舰艇自动巡航模拟仿真方法技术

技术编号:21546882 阅读:38 留言:0更新日期:2019-07-06 20:53
一种智能舰艇自动巡航模拟仿真方法,所述方法将船舶作为质点置入虚拟力场中,将巡航目标位置设置为虚拟力场中的最低势能点,将障碍物位置设置为最高势能点,通过计算船舶位置的引力势函数的梯度得到船舶所受的虚拟引力,通过计算障碍物斥力势能场梯度,得到船舶所受的障碍物斥力,利用引力和斥力的合力计算出船舶在虚拟力场中的加速度,再将该加速度映射到虚拟环境中作为船舶控制系统的输入信号,从而实现船舶在虚拟环境中的巡航。本发明专利技术采用人工势能场方法实现了船舶的自动避障,使船舶在避开障碍物的同时,快速精准地航向目标位置,且整个仿真过程符合物理规律,不必提前指定航线,从而实现了在虚拟环境下的单船或多船自动巡航。

A Simulating Method of Intelligent Naval Vessel Automatic Cruise

【技术实现步骤摘要】
一种智能舰艇自动巡航模拟仿真方法
本专利技术涉及一种智能舰艇自动巡航模拟仿真方法,属于数据处理

技术介绍
目前,Unigine环境下的船舶自动巡航并未采用控制系统,仅通过单纯的航向偏移或不遵循动力学的固定轨迹运动的方式进行模拟,存在控制精度差、轨迹失真等问题。在多船巡航时,使用现有的航向偏移法会频繁出现船舶碰撞问题,且无法自动避开障碍物。而使用现有的固定轨迹航行法则缺乏动力学理论基础,航行轨迹不符合物理规律,且需要为每艘船指定轨迹,使用复杂且模拟效果失真。总之,现有的舰艇自动巡航模拟仿真方法整体模拟效果不佳,无法实现在虚拟环境下基于动力学的单船或多船自动巡航。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术之弊端,提供一种智能舰艇自动巡航模拟仿真方法,以解决现有的舰艇自动巡航模拟仿真方法整体模拟效果不佳的问题,实现在虚拟环境下基于动力学的单船或多船自动巡航。本专利技术所述问题是以下述技术方案解决的:一种智能舰艇自动巡航模拟仿真方法,所述方法将船舶作为质点置入虚拟力场中,将巡航目标位置设置为虚拟力场中的最低势能点,将障碍物位置设置为最高势能点,通过计算船舶位置的引力势函数的梯度得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能舰艇自动巡航模拟仿真方法,其特征是,所述方法将船舶作为质点置入虚拟力场中,将巡航目标位置设置为虚拟力场中的最低势能点,将障碍物位置设置为最高势能点,通过计算船舶位置的引力势函数的梯度得到船舶所受的虚拟引力,通过计算障碍物斥力势能场梯度,得到船舶所受的障碍物斥力,利用引力和斥力的合力计算出船舶在虚拟力场中的加速度,再将该加速度映射到虚拟环境中作为船舶控制系统的输入信号,从而实现船舶在虚拟环境中的巡航。

【技术特征摘要】
1.一种智能舰艇自动巡航模拟仿真方法,其特征是,所述方法将船舶作为质点置入虚拟力场中,将巡航目标位置设置为虚拟力场中的最低势能点,将障碍物位置设置为最高势能点,通过计算船舶位置的引力势函数的梯度得到船舶所受的虚拟引力,通过计算障碍物斥力势能场梯度,得到船舶所受的障碍物斥力,利用引力和斥力的合力计算出船舶在虚拟力场中的加速度,再将该加速度映射到虚拟环境中作为船舶控制系统的输入信号,从而实现船舶在虚拟环境中的巡航。2.根据权利要求1所述的一种智能舰艇自动巡航模拟仿真方法,其特征是,若为多船协同巡航,则需设置船舶之间的斥力,并将当前船舶所受的其他船舶的斥力与障碍物斥力和虚拟引力合并,得到当前船舶所受的合力,进而计算出船舶在虚拟...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴又奎王毅刚曹心宇杨柳
申请(专利权)人:中科恒运股份有限公司
类型:发明
国别省市:河北,13

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