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基于速度障碍法的船舶避碰决策研究
| 论文题名： | 基于速度障碍法的船舶避碰决策研究 |
| 关键词： | 船舶避碰决策;会遇局面;速度障碍法;路径规划 |
| 摘要： | 船舶避碰决策是实现船舶自动避碰的基础。近年来随着信息技术和互联网技术的发展，避障技术取得了很大的进步，船舶避碰决策也成为了研究的热点。当前关于船舶避碰决策研究中还有一些地方需要完善：未考虑到避碰规则的约束；避让行动单一（一味右转避让）等。在此背景下，本文做了以下重点研究： （1）根据船舶会遇局面的发展过程，借助避碰规则和船员通常做法对会遇局面的四个阶段进行了定量分析，本文针对前两个阶段进行了研究，提出了“会遇局面前的避碰行动”和“会遇局面中的避碰行动”决策模型；采取DCPA(DistanceattheClosestPointofApproach,DCPA)和TCPA(TimetotheClosestPointofApproach,TCPA)来判断船舶碰撞危险，同时结合它船的相对方位，分析了会遇中的船舶过船首/船尾情况；对三种主要会遇局面（对遇、追越和交叉）进行了定量分析，构建了三种局面的辨识模型； （2）将速度障碍法(VelocityObstacles,VO)与三种主要的会遇局面相结合，构建了三种局面的具体避让行动模型，利用VO效用函数找出最佳的速度矢量。 （3）通过matlab编程验证了决策的有效性，一方面对三种主要会遇局面进行了实验，并在实验中给出了右转避让的对照实验；另一方面模拟了复杂局面的避让行动包括不协调运动，多船避让等情况。 避碰决策流程是在远距离时，先识别出碰撞危险，判断局面态势和适用的规则条款，本船有让路义务时，利用VO算法计算出最佳速度矢量，若避碰行动属于“会遇局面前的避碰行动”，则在会遇局面形成前行动，否则在局面形成后行动。该避碰决策方案在一定程度上减少船舶一味右转导致避让过程中偏离计划航线太多的问题，对船舶避碰决策有一定的参考价值。 |
| 作者： | 闫成勇 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 章文俊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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