符合 COLREGs 第 8 及 13-17 条的自立水面艇混合避碰系统
系统与控制
2020-02-12 v2 系统与控制
摘要
本文提出一种三层混合避碰（COLAV）系统，用于自主水面艇（ASV），符合《国际海上避碰规则》（COLREGs）第 8 及 13-17 条。该 COLAV 系统由高层规划器生成能量优化轨迹、基于模型预测控制的中层 COLAV 算法（考虑移动障碍与 COLREGs），以及用于依据 COLREGs 处理紧急情况的短期分支航向模型预测控制算法组成。高层规划器与短期 COLAV 采用作者先前开发的算法，而本文进一步开发中层算法以使其符合 COLREGs 第 13-17 条。这包括结合几何态势、至最近会遇点（CPA）的距离与时间以及一种新的类 CPA 度量，开发用于障碍船分类的状态机。该混合 COLAV 系统的性能通过三种场景的数值仿真进行测试，涵盖了多种不同挑战，包括多条 COLREGs 规则同时生效的多障碍情形，以及障碍无视 COLREGs 的情形。COLAV 系统在所有场景中均避免碰撞，且在障碍不干扰时沿能量优化轨迹航行。
引用
@article{arxiv.1907.00198,
title = {Hybrid Collision Avoidance for ASVs Compliant with COLREGs Rules 8 and 13-17},
author = {Bjørn-Olav H. Eriksen and Glenn Bitar and Morten Breivik and Anastasios M. Lekkas},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.00198},
year = {2020}
}
备注
Submitted to Frontiers in Robotics and AI