受限航道中符合COLREGs的自主水面船艇研究
机器人学
2022-04-28 v1
摘要
本文探讨了自主导航在海洋领域的作用。具体而言，我们研究了自主水面船艇（ASV）如何在真实环境中基于《1972年国际海上避碰规则》（COLREGs）实现避障。我们的ASV配备了宽带航海雷达、惯性导航系统（INS），并使用官方电子海图（ENC）。这些传感器用于提供态势感知，并通过一系列明确的步骤，从雷达数据中排除陆地物体，提取雷达范围内移动船只的航迹，然后使用卡尔曼滤波器跟踪和预测附近其他移动船只的运动。卡尔曼滤波器的恒定速度模型使我们能够解决数据关联问题，从而在连续的雷达扫描之间建立一致的模型。我们根据预测的相对运动处理多种COLREGs情境。最后，提出了一种高效的路径规划算法，用于寻找路径并发布航路点，以在高度受限的环境中执行实时的、符合COLREGs的自主导航。我们通过在波士顿查尔斯河上执行的一次3.4海里任务中收集的运行结果来展示我们框架的成效，在此次任务中，ASV在近距离遭遇并成功应对了多种场景及与其他移动船只的会遇。
引用
@article{arxiv.2204.12906,
title = {Towards A COLREGs Compliant Autonomous Surface Vessel in a Constrained Channel},
author = {James Connor Meyers and Thomas Sayre McCord and Zhiyong Zhang and Hanumant Singh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.12906},
year = {2022}
}