基于信息融合的無人水面艇避碰控制研究.pdf

1、近年來，伴隨著無人智能技術(shù)的不斷成熟，無入水面艇作為全方位、靈活以及執(zhí)行惡劣任務(wù)的海洋設(shè)備得到了越來越多的重視。本文以大連海事大學“藍信”號無人水面艇為研究對象，在考慮到操縱性能約束的條件下，對實際航行環(huán)境中的無人水面艇避碰控制進行了研究。
　　首先，基于無人水面艇的實際航行環(huán)境，分別對電子海圖和雷達圖像數(shù)據(jù)進行了預(yù)處理，感知航行環(huán)境中的靜態(tài)和動態(tài)障礙物信息。采用Hausdorff距離匹配算法對電子海圖中靜態(tài)環(huán)境信息和雷達圖像動態(tài)

2、信息進行疊加匹配，實現(xiàn)了USV航行環(huán)境異源信息融合，建立了無入水面艇環(huán)境模型。
　　其次，以大連海事大學“藍信”號無入水面艇為研究對象，進行了無人水面艇的非線性模型的建立。在此模型的基礎(chǔ)上，采用了一種基于速度分解法的障礙物避碰算法，通過實時解析無入水面艇和動態(tài)障礙物之間的相對運動矢量關(guān)系，對障礙物進行了避碰，并在考慮無人水面艇約束條件下，結(jié)合動態(tài)避碰，設(shè)計了一種基于Backstepping的非線性動態(tài)避碰跟蹤控制器，通過動態(tài)面設(shè)計