2023年TRANS顶刊研究：结合MPAPF和COLREG的无人船复杂相遇路径规划方法——采用人工势场及模型预测控制技术的船舶防撞策略...

简介：
本研究提出了一种基于MPAPF与COLREG准则的无人船复杂相遇情境下的路径规划方法，利用人工势场及模型预测控制技术实现高效避碰。 2023年TRANS顶刊研究：基于MPAPF和COLREG的无人船复杂遭遇路径规划策略——融合人工势场与模型预测控制技术的船舶避碰运动规划 本段落提出了一种新颖的方法，即模型预测人工势场（MPAPF）运动规划方法，用于解决考虑防撞规则的复杂遭遇场景下的问题。为了表示船舶不可侵犯区域的特点，建立了新的船舶域，并设计了闭区间势场函数来描述这一特性。 在生成符合船舶运动学特性的可跟随路径时，采用具有预定义速度的Nomoto模型，在整个运动规划过程中使用该模型进行操作。 为了解决传统人工势场（APF）方法中的局部最优问题，确保复杂遭遇场景下的避碰安全，本段落提出了一种结合了模型预测策略和人工势场技术的方法。这种方法将船舶运动规划转化为一个考虑操纵性、航行规则及通航航道等多重约束的非线性优化问题。 通过四个案例的研究与仿真结果验证表明，所提出的MPAPF方法能够有效解决无人船在复杂遭遇场景下的路径规划挑战，并保证避碰的安全性和有效性。