基于海事规则的中型无人艇避碰路径规划算法研究及应用
Collision avoidance path planning algorithm research and application of medium-sized USV based on COLREGS作者机构:上海交通大学海洋智能装备与系统教育部重点实验室上海200240 江苏自动化研究所江苏连云港222061
出 版 物:《中国舰船研究》 (Chinese Journal of Ship Research)
年 卷 期:2022年第17卷第5期
页 面:184-195,203页
学科分类:08[工学] 082402[工学-轮机工程] 0824[工学-船舶与海洋工程] 082401[工学-船舶与海洋结构物设计制造]
主 题:路径规划 中型无人艇 VO-RRT算法 国际海上避碰规则
摘 要:[目的]为解决无人艇(USV)在开阔水域的多目标避碰问题,以中型无人艇为对象,开展基于国际海上避碰规则(COLREGS)的局部路径规划算法研究及应用探索。[方法]在快速扩展随机树(RRT)算法的基础上,提出虚拟障碍线方法加载COLREGS海事规则约束,以满足开阔水域避碰路径规划的应用需求。针对RRT算法不考虑速度维度的问题,引入速度障碍算法(VO),提出VO-RRT融合算法并给出最危险障碍物策略,以此解决多目标条件下的实时避碰问题。[结果]仿真及实船试验的结果表明,所提算法实时性较好,路径重规划耗时均在50 ms以内,且规划出的避碰路径符合COLREGS海事规则中的第6,8及13~18条相关避让要求,可有效应对开阔水域下的多目标避碰问题。[结论]所提方法的规则遵守性、实时性及安全性较好,具有较高的实用价值。