Evasão dinâmica para embarcações não tripuladas baseada no método aprimorado de obstáculos de velocidade

HONG Xiao-bin ,  

XU Zheng-pan ,  

WEI Xin-yong ,  

ZHU Kun-cai ,  

CHEN Yuan-ming ,  

摘要

Para o problema de evasão dinâmica de obstáculos para embarcações não tripuladas de superfície em condições marítimas complexas, foram construídos modelos de obstáculos e modelos de risco de colisão. Através da introdução de múltiplas restrições no método aprimorado de obstáculos de velocidade, a reprogramação dinâmica da trajetória para embarcações não tripuladas em condições marítimas complexas foi realizada. Considerando as características geométricas de comprimento e largura relativamente grandes da embarcação, foi proposta uma metodologia de descrição do modelo de obstáculos baseada em um quadro retangular, estabelecendo um modelo de movimento relativo da embarcação e calculando parâmetros de movimento relativo no sistema de coordenadas do casco. O momento para iniciar a evasão foi determinado através do cálculo do grau de perigo de colisão. Finalmente, com base no método de obstáculos de velocidade, foram introduzidas restrições do modelo de obstáculos e restrições baseadas nas características do sistema local de evasão autônoma da embarcação para otimizar a trajetória de evasão, e, por meio de experimentos, foram obtidos resultados de reprogramação da trajetória em ambiente de evasão dinâmica. Experimentos de simulação na plataforma V-REP (Virtual Robot Experimentation Platform) e experimentos de evasão em embarcações reais mostraram que, a uma velocidade de 12 nós, o tempo de reprogramação da trajetória no processo de evasão é inferior a 15 segundos, atendendo às exigências de evasão dinâmica para embarcações não tripuladas sob condições reais de navegação multi-restritivas.

关键词

embarcação não tripulada; modelo de risco de colisão; método aprimorado de obstáculos de velocidade; método de evasão dinâmica

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