一种用于无人船编队的动态防撞方法及系统技术方案

技术编号:46567234 阅读:1 留言:0更新日期:2025-10-10 21:16
本发明专利技术涉及一种用于无人船编队的动态防撞方法及系统。该方法中,各无人船实时采集环境信息并周期性广播自身状态;基于这些信息,用非线性航迹预测模型判断船间最近交汇时间和距离,若任一小于阈值则判定冲突。冲突后对涉事船优先级评分,双船冲突时高分船保持航向速度、低分船避让,多船冲突时依拓扑排序生成避让顺序,优先级最低者先避让;避让完成后,各船用动态面控制技术算最短回归路径,恢复轨迹回归主编队。与现有技术相比,本发明专利技术具有实用性强,具备高分辨感知能力、编队通信能力和动态防撞判断能力等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无人船控制,尤其是涉及一种用于无人船编队的动态防撞方法及系统


技术介绍

1、随着无人系统的快速发展,多艘无人船组成的编队正在被广泛应用于水上观光、测绘和安防等任务中。在复杂内河、湖泊等非规范通航水域中,编队船只航向多变、任务并行处理密集,因此对防撞能力提出了更高要求。

2、现有技术存在以下缺陷:

3、1.控制方式僵化,缺乏个体化动态判断能力:目前多数低速无人船编队控制方式仍依赖集中式路径调度或固定避让规则(如主通道优先、右侧避让),难以根据每艘船当前任务重要性、能量水平与动态环境状态做出个性化反应,响应迟缓,协同效率低。

4、2.感知方式成本高、精度低,不适配低速编队部署:传统方案多依赖ais系统或中远程海事雷达等单一传感器,其设备成本高、分辨率低,难以满足10米以内的细粒度障碍检测需求,不适合在数量众多的低速无人船编队中批量部署,也无法实现近场动态目标的精准识别。

5、3.通信机制难以支撑高频状态交互:现有编队通信多采用点对点方式或带宽不稳定的无线广播方式,难以在100ms级别实现多船间位置本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于无人船编队的动态防撞方法,其特征在于,方法步骤包括:

2.根据权利要求1所述的一种用于无人船编队的动态防撞方法,其特征在于,所述S1中环境信息包括预设范围内的静态或动态障碍物检测结果;自身状态信息包括位置、速度矢量、航向角、剩余电量百分比、任务优先级标识和船只唯一ID。

3.根据权利要求1所述的一种用于无人船编队的动态防撞方法,其特征在于,所述S2中最近交汇时间的具体计算过程为:

4.根据权利要求1所述的一种用于无人船编队的动态防撞方法,其特征在于,所述S4中优先级评分的具体公式为:

5.根据权利要求1所述的一种用于无人船编队的...

【技术特征摘要】

1.一种用于无人船编队的动态防撞方法,其特征在于,方法步骤包括:

2.根据权利要求1所述的一种用于无人船编队的动态防撞方法,其特征在于,所述s1中环境信息包括预设范围内的静态或动态障碍物检测结果;自身状态信息包括位置、速度矢量、航向角、剩余电量百分比、任务优先级标识和船只唯一id。

3.根据权利要求1所述的一种用于无人船编队的动态防撞方法,其特征在于,所述s2中最近交汇时间的具体计算过程为:

4.根据权利要求1所述的一种用于无人船编队的动态防撞方法,其特征在于,所述s4中优先级评分的具体公式为:

5.根据权利要求1所述的一种用于无人船编队的动态防撞方法,其特征在于,所述s5中避让的方式具体包括:减速、改变航向或原地等待;其中,所述减速为采用线性降低推进器的输出功率;所述改变航向为最大转向角±30°,结合避障向量进行路径调整;所述原地等待为在预设可控范围内维持无人船的位置稳定。

6.根据权利要求1所述的一种用于无人船编队的动态防撞方法,其特征在于,所述s5中基于拓扑排序算法,为各冲突无人船生成避让顺序编号的具体过程包括:首先构建冲突船只集合,再基于冲突船只集合生成有向...

【专利技术属性】
技术研发人员:施想李欣源王嵇宓超
申请(专利权)人:上海海事大学
类型:发明
国别省市:

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