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水面无人艇多船障碍智能避碰_茅云生

2017-06-03 4页 doc 7KB 34阅读

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水面无人艇多船障碍智能避碰_茅云生水面无人艇多船障碍智能避碰_茅云生 DOI:10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2015.04.016 第41卷第4期 2015年11月 大连海事大学学报 JournalofDalianMaritimeUniversity Vol.41No.4 Nov.,2015  7736(2015)04-0008-06文章编号:1006- 水面无人艇多船障碍智能避碰 茅云生 *a,b a,ba,ba,ba,宋利飞,向祖权,周永...
水面无人艇多船障碍智能避碰_茅云生
水面无人艇多船障碍智能避碰_茅云生 DOI:10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2015.04.016 第41卷第4期 2015年11月 大连海事大学学报 JournalofDalianMaritimeUniversity Vol.41No.4 Nov.,2015  7736(2015)04-0008-06文章编号:1006- 水面无人艇多船障碍智能避碰 茅云生 *a,b a,ba,ba,ba,宋利飞,向祖权,周永清,茅普修,闫 钊 a,b (武汉理工大学a.高性能船舶技术教育部重点实验室;b.交通学院,武汉430063) 摘要:为尽可能在无人艇避碰规划时兼顾《国际海上避碰,《公约》规则公约》提出对障碍船进行符合的偏心膨胀,对偏心膨胀建立统一的运动模型.为实现宽阔水域的水面无人艇多船障碍智能避碰,提出基于避障紧迫程度、安全性预测以及调整可行性的模糊规划方法.对同时具有交叉及追越情况的多个复杂运动障碍进行避碰规划对遇、 仿真,结果证明了该方法的智能性. 关键词:无人艇(USV);多船障碍;智能避碰;国际海上避 碰规则(COLREGS) 中图分类号:U676.1 文献标志码:A 0引言 目前,船舶智能避碰领域采用信息论、系统 [1] 论和控制论等观点,结合专家系统构建基于风.但建立专家系统需要大量准确的信息补充知识库,另外,专家系统险评估的综合决策支持框架 常用于半自动无人艇的人机对话咨询平台,所作的避碰决策用于给岸基的决策者提供辅佐参考,而决策者与系统意见不合时,容易错过最佳避碰 [3] 一方面,借鉴船时机.其他自主智能避碰决策, 舶人工避碰的思想,主要根据由无人艇与船舶位置和运动关系所确定的碰撞危险度以及避碰时机 进行避碰决策,碰撞危险度和避碰时机的判断方法在不断发展,并已深入到对船员的驾驶思路、心理素质进行统计以预测障碍船舶的运动行[4] 为;另一方面,在决策系统中,对机器人路径避 * 碰中的启发式A算法、人工势场法、可视图法等 [5] 进行改进和集成.但由于无人艇速度高、环境 [2] Multi-obstacleintelligentcollisionavoidancestrategyforunmannedsurfacevehicle MAOYun-sheng* a,b b ,SONGLi-feia,, bb XIANGZu-quana,,ZHOUYong-qinga,, b MAOPu-xiua,YANZhaoa, (a.KeyLaboratoryofHighPerformanceShip TechnologyMinistryofEducation;b.TransportationInstitute,Wuhan UniversityofTechnology,Wuhan430063,China) Abstract:TotaketheConventionontheInternationalRegula-tionsforPreventingCollisionsatSea(COLREGS)intoaccountinplanningforobstacleavoidanceofunmannedsurfacevehi-cle(USV),thispaperpresentedtheruleofeccentricexpan-sionaccordwithCOLREGS.Toreducetheshipcollisionoc-currenceandachievemulti-shipcollisionavoidanceinbroadareas,afuzzyprogrammingmethodbasedonurgency,securi-tyandfeasibilityofplanningwasputforward.Examplesimu-lationconsistsofmulti-shipincludingdifferentcollisionsitua-tion,whichshowstheintelligenceoftheproposedmethod.Keywords:unmannedsurfacevehicle(USV);multi-ship obstacle;intelligentcollisionavoidance;Con-ventionontheInternationalRegulationsforPre-ventingCollisionsatSea(COLREGS) 复杂、障碍动态的特点,这些应用于智能机器人的 算法往往难以取得良好的效果.另外,在这些决策中也较少考虑无人艇的速度和角速度等动力系统 [6] 的限制,因而作出的规划往往并非无人艇能力所及. 同时,无人艇智能避碰相对其他智能机器人有其独有的规则.《国际海上避碰规则公约》在总体层面为船舶避碰提供了抽象规则.在避碰规划 ,无人艇应考虑障碍船普遍遵守《公约》且自时, 《公约》,身也应遵守这已成为无人艇智能避碰研 [7] 究的共识.对海上避碰规则的处理多是将潜在威胁的会遇情况进行细分,目前多按规则分为4~7种会遇情况[8],然后对不同会遇情况拟定相应的构建决策系统,系统协议库中可能采取 10-21;修回日期:2014-11-03.收稿日期:2014-mail:ysmao@163.com.作者简介:茅云生(1962-),男,博士,教授,E-
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