基于改进DWA的多无人水面艇分布式避碰算法

摘要：

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.

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

所属期刊栏目：38

分类号：TP242.2(自动化技术及设备)

资助基金：江苏省自然科学基金;中央高校基本科研业务费专项资金项目

在线出版日期：2023-05-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：951-962