水面无人艇自主避障方法技术

本发明专利技术涉及无人艇智能控制技术领域，具体涉及一种水面无人艇自主避障方法，包括：建立避障区域模型：以无人艇为圆心，将整个航行区域由内至外依次划分为禁区、紧急避障区、常规避障区和安全区域；常规避障：常规避障区内有障碍物闯入时，采用直线控速法进行避让；紧急避障：当常规避障失败时启用，紧急避障区内有障碍物闯入时，采用人工势场法计算期望航向，进行避让。本发明专利技术通过常规避障和紧急避障的联合运用，可以实现多重规则下的障碍船只避碰。可以实现多重规则下的障碍船只避碰。可以实现多重规则下的障碍船只避碰。

【技术实现步骤摘要】
水面无人艇自主避障方法


[0001]本专利技术涉及无人艇智能控制
，具体地说，是涉及一种水面无人艇自主避障方法。

技术介绍

[0002]无人水面艇是一种无人操作的水面舰艇，主要用于执行危险以及不适合有人船只执行的任务，作为一种小型自主水面任务平台，具有智能、灵活、隐蔽、耐极端条件、性价比高等诸多优点，无论是在民用领域还是在军用领域都具有广泛的作用，在海洋经济不断被重视和发展的背景下，无人艇是促进海洋经济快速健康发展的技术动力。
[0003]作为USV(水面智能无人航行器，即无人艇等)智能化程度的集中体现，自主避障路径规划一直都是无人水面艇研究的重要内容，路径自主规划能力是实现USV避障功能的重要一环，避障路径规划就是根据行进要求和采集到的障碍物的状态信息，找到一条从起始点到目标的最佳行进路径，最后安全到达目标。无人水面艇的避障路径规划可以分为基于完全信息的全局路径规划算法和基于传感器信息的局部路径规划算法，只有全局路径规划与局部危险实时规避紧密结合才能保证既定使命任务的顺利完成。
[0004]由于电子海图等不能给出完整的环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水面无人艇自主避障方法，其特征在于：建立避障区域模型：以无人艇为圆心，将整个航行区域由内至外依次划分为禁区、紧急避障区、常规避障区和安全区域；常规避障：常规避障区内有障碍物闯入时，采用直线控速法进行避让；紧急避障：当常规避障失败时启用，紧急避障区内有障碍物闯入时，采用人工势场法计算期望航向，进行避让。2.根据权利要求1所述的水面无人艇自主避障方法，其特征在于：所述禁区的半径r为无人艇的安全会遇距离DCPAs，紧急避障区的半径R1为n1
×
Vusv
×
DCPAs，常规避障区的半径R2为n2
×
Vusv
×
DCPAs；其中Vusv为无人艇的航速，单位为m/s，n1和n2为预设系数。3.根据权利要求2所述的水面无人艇自主避障方法，其特征在于：所述安全会遇距离DCPAs为无人艇艇长的4倍，所述系数n1和n2分别设置为0.25和0.4。4.根据权利要求1所述的水面无人艇自主避障方法，其特征在于：还包括环境建模：将障碍物坐标转化为矩形栅格数据，当栅格处有障碍物时，根据栅格行列号计算对应的栅格直角坐标，将栅格直角坐标转换为以无人艇为圆心，以正北为0度的航向坐标系，获取障碍物方位角；将障碍物方位角转换为扇形栅格编号，此编号处的扇形栅格即认为被障碍物占领。5.根据权利要求1所述的水面无人艇自主避障方法，其特征在于：在常规避障中，当直线控速法无法成功避让时，再采用向量场直方图算法设计可行航向，进行避让。6.根据权利要求5所述的水面无人艇自主避障方法，其特征在于：所述向量场直方图算法设计可行航向包括：S1、区间划分：利用矩形栅格填充扇形栅格，扇形栅格即根据设置的单位扇角...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国兰，张海艳，田立，李浩，
申请(专利权)人：武汉量宇智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：