极地船舶的自主航路规划
机器人学
2022-09-14 v2
摘要
我们介绍了一种用于极地地区长距离海上航线规划的方法，该方法考虑了复杂多变的环境条件。该方法允许构建优化航线，描述了该过程的三个主要阶段：使用非均匀网格对环境条件进行离散建模、构建网格最优路径以及路径平滑。为考虑不同航行器的特性，我们构建了一系列数据驱动函数，可应用于环境网格以确定给定船舶与网格单元的速度限制与燃料需求，并以图形与地理空间方式表示这些量。在描述结果时，我们展示了极地研究船RRS Sir David Attenborough (SDA)的航线规划用例，考虑了冰区性能特征并在南极威德尔海区域验证了时空航线构建。我们通过展示航线随季节性海冰变化、所用航线规划目标函数的差异以及洋流等其他环境条件的存在而改变，证明了该航线构建方法的通用性。为展示我们方法的普适性，我们给出了北冰洋与波罗的海的示例。本手稿中概述的技术是通用的，因此可应用于具有不同特性的船舶。我们的方法不仅可用于单一船舶规划程序，还具有更广泛的效用，我们概述了该工作流如何适用于更广泛的群体，例如商业与客运航运。
引用
@article{arxiv.2209.02389,
title = {Autonomous Passage Planning for a Polar Vessel},
author = {Jonathan D. Smith and Samuel Hall and George Coombs and James Byrne and Michael A. S. Thorne and J. Alexander Brearley and Derek Long and Michael Meredith and Maria Fox},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.02389},
year = {2022}
}