面向無人艇自主靠泊的分層軌跡規劃與試驗
摘要：針對小型無人艇在自主靠泊時的軌跡規劃任務,分別考慮遠端和碼頭末端2階段的主要影響因素,本文提出基于環境障礙、泊位及艇體動力學等多約束分析的分層人工勢場軌跡規劃方法,完成面向無人艇自主靠泊的軌跡規劃任務。考慮小型無人艇自身體型較小、在低速靠泊狀態下機動性較差、水域受限等導致的自主靠泊難題,提出基于靠泊約束分析的改進人工勢場法,解決傳統人工勢場法中存在的彎角過大、艏向輸出振蕩和局部極小點問題。同時,考慮靠泊后期目標泊位及水域受限因素對無人艇艏向、速度的約束,使無人艇能夠沿規劃軌跡自主安全地完成靠泊任務。通過與傳統人工勢場法的仿真結果對比,驗證該方法具有更好的軌跡規劃性能;并基于“海豚-Ⅰ”號小型無人艇完成自主靠泊外場試驗,檢驗所提出方法的有效性和可行性。
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