控制与决策

作者：张伟龙,单梁,常路,戚志东,戴跃伟

单位：南京理工大学 自动化学院,南京 210094,,南京理工大学 自动化学院,南京 210094,,南京理工大学 自动化学院,南京 210094,,南京理工大学 自动化学院,南京 210094,,南京信息工程大学 电子与信息工程学院,南京 210044,

关键词：多无人水面艇;动态窗口法;分布式避碰;国际海上避碰规则;碰撞风险检测;职责划分

基金：江苏省自然科学基金项目(BK20191286)；中央高校基本科研业务费专项资金项目(30920021139).

针对多艘无人水面艇(USV)相遇自主避碰问题,考虑可能存在异常行驶的USV,基于改进动态窗口法(DWA)提出一种包含碰撞风险检测和行驶职责划分的分布式避碰算法.首先,引入障碍物预测轨迹和权重因子改进传统DWA的距离评价函数,提高USV躲避多个动态障碍物的能力,同时,结合国际海上避碰规则(COLREGS)引入新的规则评价函数约束USV的避让动作;然后,引入期望速度和航向改进现有碰撞风险检测算法,减少因碰撞风险变化导致的轨迹波动;接着,针对COLREGS仅规定两船相遇时的行驶职责划分问题,提出一种考虑异常USV的多USV职责划分方法;最后,基于Matlab实现多USV相遇自主避碰仿真.实验结果表明,即使存在异常USV,分布式避碰算法依旧保证正常USV能够作出符合COLREGS的安全避让动作.

来源：2023年第4期

《控制与决策》期刊编辑部

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