申请/专利权人：中国船舶集团有限公司第七〇七研究所

申请日：2024-01-11

公开（公告）日：2024-04-19

公开（公告）号：CN117908540A

主分类号：G05D1/43

分类号：G05D1/43;G05D109/30

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.05.07#实质审查的生效;2024.04.19#公开

摘要：本发明涉及一种基于队形映射的无人艇集群避障方法，包括：采集无人艇集群运动状态信息，计算集群中心点位置；实时获取障碍物目标经纬度、航向、航速；找出无人艇集群中心点与障碍物目标中点，计算无人艇集群多边形关于该中点的中心对称多边形，通过队形映射将无人艇集群对于点目标避让问题，转化为无人艇集群中心点对于多边形区域目标避让问题；判断成员艇个数是否为2，或者呈单横队单纵队，若是则采用膨胀圆处理方法，根据经典速度障碍法计算避让措施，否则采用多边形区域扩充处理方法，根据改进的速度障碍法计算避让措施；避让决策实施之后，实时判断是否已对障碍物驶过让清，驶过让清后复航。本发明实现了无人艇集群对障碍物有效协同避障。

主权项：1.一种基于队形映射的无人艇集群避障方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1、采集无人艇集群的运动状态信息，包括各成员艇的经纬度位置、编队航向、编队航速，计算无人艇集群中心点位置；步骤2、无人艇集群通过感知融合系统实时获取障碍物目标的运动状态信息，包括经纬度位置、航向、航速；步骤3、连接无人艇集群中心点与障碍物目标，计算出连线的中点位置，以该中点位置为中心通过队形映射方式构建无人艇集群多边形的中心对称多边形，所述中心对称多变形是以障碍物目标为中心扩展出的多边形；基于队形映射的方法，将无人艇集群对于点目标的避让问题，转化为无人艇集群中心点对于多边形区域目标的避让问题；步骤4、基于集群成员艇的尺寸、航速、回转性能以及试验海况，确定安全距离SDA和启避距离DEW；步骤5、计算集群成员艇在线个数，确认当前编队队形，如果集群成员艇在线个数为2，或者当前编队队形为单横队单纵队，则跳转步骤6，否则跳转步骤8；步骤6、在集群成员艇在线个数为2，或者当前编队呈单横队单纵队的情况下，采用膨胀圆处理方法，以步骤4确定的安全距离SDA、启避距离DEW和编队最大偏离距离之和分别作为半径，得到其SDA膨胀圆和DEW膨胀圆；步骤7、针对步骤6中无人艇集群中心点对于点目标膨胀圆的避让问题，采用经典的速度障碍法计算可行的避让措施，包括转向、变速或同时转向变速；步骤8、在集群成员艇在线个数大于2，且当前编队并非单横队单纵队的情况下，则采用多边形区域扩充处理方法，对基于队形映射生成的障碍物多边形区域进行角平分线膨化处理，得到其SDA扩展多边形和DEW扩展多边形；步骤9、针对步骤8中无人艇集群中心点对于多边形区域目标的避让问题，采用改进的速度障碍法计算可行的避让措施，具体为：找出连接无人艇集群中心点与SDA扩展多边形相切的左右两条切线，并计算出无人艇集群中心点与障碍物之间的相对速度矢量线，调整无人艇集群转向角度或变速大小，使得相对速度矢量线落在两条切线以外的位置，实现避免碰撞危险；步骤10、避让决策实施之后，判断无人艇集群是否已对障碍物目标驶过让清，若是则跳转步骤11，否则跳转步骤5继续计算避让措施并执行避让决策；步骤11、驶过让清后无人艇集群复航，继续执行编队任务。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国船舶集团有限公司第七〇七研究所 一种基于队形映射的无人艇集群避障方法

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