Obstacle avoidance of unmanned ship swarm based on virtual navigator and improved Hooke's law北大核心CSCD |
| |
引用本文: | 闫炳成曹乐.Obstacle avoidance of unmanned ship swarm based on virtual navigator and improved Hooke's law北大核心CSCD[J].中国舰船研究,2023(1):78-88. |
| |
作者姓名: | 闫炳成曹乐 |
| |
作者单位: | 1.上海工程技术大学电子电气工程学院201620; |
| |
基金项目: | 国家自然科学基金资助项目(61703270)。 |
| |
摘 要: | 目的]针对无人船集群规避障碍物的问题,提出一种基于虚拟领航者和改进胡克定律的弹性集群编队控制方法。方法]首先,根据障碍物的长和宽得到其外接椭圆,按照长宽比向外扩展出虚拟碰障区、避障反应区、自由航行区,实现水面避障物模型的简化;其次,基于虚拟领航者和改进胡克定律,对编队各成员之间、各成员虚拟领航者之间的相对距离和速度予以约束,采用坐标形式设置编队队形,构建弹性编队模型,并基于障碍物的环形斥力场来实现单无人船的避障,以及在弹性集群编队的组织下实现无人船集群的避障;然后,通过优化处理无人船的航行过程,消除编队及避障过程中的“徘徊”和“振荡”等现象,使各无人船的运动更加平滑;最后,运用Matlab软件对由4艘无人船组成的集群编队进行仿真实验。结果]实验结果表明,编队可成功绕过设置的所有障碍物,验证了所提方法的有效性和可行性。结论]该方法可实现无人船集群对水面障碍物的规避,具备在一定复杂环境下的通过能力,可为无人船集群避障的应用及研究提供参考。
|
关 键 词: | 无人船集群 避障 虚拟领航者 领航-跟随算法 改进胡克定律 |
本文献已被 维普 等数据库收录! |
|