基于含涡流的流函数与防撞机制的自主船舶制导与操纵控制系统设计
系统与控制
2022-04-19 v2 机器人学
系统与控制
摘要
自主船舶应避免船间碰撞并遵守国际安全航行规则。本文提出一种使用流函数的逐步路径规划方法。流体的动态流动被用作制导模型，其中静态环境中的避碰通过汇流中应用圆定理实现。我们通过向流场中添加涡流将该方法扩展至动态环境。流函数被递归更新以实现即时航点决策。该船舶避免碰撞，并遵守《国际海上避碰规则公约》的数项规则。该方法在概念与计算上简单且便于调参，却能灵活处理含多个动态障碍的复杂密集海上交通。通过采用 B\'{e}zier 曲线生成具有可行曲率的足够平滑路径，考虑了船舶动力学。进行了数值仿真以验证所提方法。
引用
@article{arxiv.2106.02405,
title = {A Guidance and Maneuvering Control System Design with Anti-collision Using Stream Functions with Vortex Flows for Autonomous Marine Vessels},
author = {Hongyu Zhou and Zhengru Ren and Mathias Marley and Roger Skjetne},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.02405},
year = {2022}
}
备注
16 pages, 17 figures. This paper is accepted by IEEE Transactions on Control Systems Technology