改良速度障害法に基づく水面無人艇の動的障害物回避

HONG Xiao-bin ,  

XU Zheng-pan ,  

WEI Xin-yong ,  

ZHU Kun-cai ,  

CHEN Yuan-ming ,  

摘要

複雑な海象下における水面無人艇の動的障害物回避問題に対して、障害物モデルと衝突リスクモデルを構築し、複数の制約条件を導入した改良速度障害法により、複雑な海象下での水面無人艇の動的障害物回避軌跡再計画を実現した。無人艇の長さと幅が比較的大きい幾何学的特徴に着目し、矩形包囲フレームの障害物モデル記述方法を提案し、無人艇の相対運動モデルを構築し、船体座標系にて相対運動パラメータを計算した。衝突危険度を計算することで回避開始のタイミングを決定した。最後に、速度障害法に基づき、障害物モデル制約および水面無人艇自律局所回避システム特性制約を導入して回避経路を最適化し、実験により動的回避環境下での軌跡再計画結果を得た。V-REP(Virtual Robot Experimentation Platform)プラットフォームでのシミュレーション実験及び実船回避実験により、航速12ノットの場合、回避過程における経路再計画時間が15秒以下であり、実際の航行における多制約条件下での水面無人艇の動的回避要求を満たしていることを示した。

关键词

無人艇;衝突危険度モデル;改良速度障害法;動的回避方法

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