一种水面无人船动态势能场避障方法技术

本发明专利技术提供了一种水面无人船动态势能场避障方法，属于无人船避障路径规划技术领域，方法具体包括利用随机方式生成数字地图；设计通用型惯性扩展动力学模型，将模型与数字地图结合；设置无人船，导入设计的动力学模型；结合数字地图，设置无人船的各项属性，完成实验前期准备并进行实验；实时检测无人船在数字地图中的行进状态，判断无人船是否到达终点；以随机生成的数字地图为基础，计算自适应环流动态势能场作用力和自适应边界动态势能场作用力；计算最终合力，利用最终合力计算前进方向和步长；循环进行实验，直至迭代次数耗尽或输出无人船移动路径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无人船避障路径规划，具体而言，涉及一种水面无人船动态势能场避障方法。

技术介绍

1、水面无人船（usv）避障技术是无人系统自主导航的核心环节，其发展受到海洋资源开发、环境监测、军事应用等需求的驱动。随着人工智能和传感器技术的进步，避障技术已从早期的规则避让发展为多模态感知融合的智能决策系统，但在复杂动态水域环境下仍面临诸多挑战。

2、依赖rgb摄像头和传统图像处理算法（如canny边缘检测、hough变换），易受光照变化、水面反光、雾霾等环境影响，对半潜障碍物（如浮冰、渔网）识别率低。

3、在雨雾天气或水面波浪反射干扰下点云数据噪声显著，且高精度lidar成本高昂（如velodynehdl—64e单价超5万美元），难以大规模部署。

4、a*、dwa（dynamicwindowapproach）等基于静态环境假设，在动态障碍物频繁移动的场景（如港口航道）中路径震荡严重。

5、rrt*（快速扩展随机树）等采样算法在高维状态空间（6—dof运动模型）下实时性不足，导致避障响应延迟高。

6、本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种水面无人船动态势能场避障方法，其特征在于，本方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种水面无人船动态势能场避障方法，其特征在于，所述S2步骤中提到的惯性扩展动力学模型具体如下：

3.根据权利要求1所述的一种水面无人船动态势能场避障方法，其特征在于，所述S3步骤中提及的各项属性包括：无人船的虚拟质量、合力效果产生的加速度；速度以及转向角加入死区检测，其中速度根据上一时刻和有限历史信息获取。

4.根据权利要求3所述的一种水面无人船动态势能场避障方法，其特征在于，所述S3步骤中提及的前期准备内容具体包括：

5.根据权利要求1所述的一...

【技术特征摘要】

1.一种水面无人船动态势能场避障方法，其特征在于，本方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种水面无人船动态势能场避障方法，其特征在于，所述s2步骤中提到的惯性扩展动力学模型具体如下：

3.根据权利要求1所述的一种水面无人船动态势能场避障方法，其特征在于，所述s3步骤中提及的各项属性包括：无人船的虚拟质量、合力效果产生的加速度；速度以及转向角加入死区检测，其中速度根据上一时刻和有限历史信...

【专利技术属性】
技术研发人员：林欣魄，夏宜耕，倪浩，高翔，王鑫宇，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：