[发明专利]一种虚实融合的无人水面艇避碰测试方法

权利要求书

1.一种虚实融合的无人水面艇避碰测试方法，其特征在于：所述避碰测试方法中无人艇及障碍物均为虚拟模式，设定初始时刻时的船体坐标系为A坐标系，当前时刻为T1，T1时刻时的船体坐标系为B坐标系，下一时刻为T2时刻；包括如下步骤：

第一步：输入T1时刻的初始船位、障碍物在A坐标系中的初始相对速度(V_Ax，V_Ay)、初始相对位置(D_Ax，D_Ay)；

第二步：更新T1时刻时无人艇在大地坐标系下的船速、航向角，输出A坐标系X轴与B坐标系X轴之间的夹角θ、B坐标系原点在A坐标系中的坐标(D_OBAx，D_OBAy)；

第三步：根据障碍物在A坐标系中的相对速度(V_Ax，V_Ay)，第二步中的夹角θ和相对速度(V_OBAx，V_OBAy)，输出T1时刻时的障碍物在B坐标系中的相对速度(V_Bx，V_By)；

第四步：根据障碍物在A坐标系中的位置(D_Ax，D_Ay)、第二步中的夹角θ和坐标(D_OBAx，D_OBAy)，输出T1时刻时的障碍物在B坐标系中的相对位置(D_Bx1，D_By1)；

第五步：根据船速和T1时刻的船位，更新无人艇在T2时刻时的船位，即T2时刻时无人艇在A坐标系中的坐标(D_tx，D_ty)；

第六步：根据第三步中的相对速度(V_Bx，V_By)和第四步中的相对位置(D_Bx1，D_By1)，输出T2时刻时的障碍物在B坐标系中的相对位置(D_Bx2，D_By2)；

第七步：根据第六步中的相对位置(D_Bx2，D_By2)、第二步中A坐标系X轴与B坐标系X轴之间的夹角θ、第五步中的坐标(D_tx，D_ty)，输出T2时刻时障碍物在A坐标系中的相对位置(D_Ax2，D_Ay2)；

第八步：将T2时刻作为初始时刻T1，将第七步中T2时刻时障碍物在A坐标系中的相对位置(D_Ax2，D_Ay2)作为第一步中的已知量，重复第二步至第七步，进行无人艇自主避碰测试；

通过上述循环，不断更新障碍物在B坐标系中的位置，即障碍物当前相对于无人艇的位置，从而模拟无人艇上传感器探测障碍物的过程。

2.如权利要求1所述的一种虚实融合的无人水面艇避碰测试方法，其特征在于：根据初始时刻无人艇的船速，设定其速度方向与航向角一致，并以此速度方向作为X轴方向，以初始时刻的船位点为原点，该X轴方向以原点为圆心在水平面内右转90°作为Y轴方向，构建A坐标系；

以T1时刻无人艇速度方向作为X轴方向，以T1时刻的船位点为原点，该X轴方向以原点为圆心在水平面内右转90°作为Y轴方向，构建B坐标系。

3.如权利要求1所述的一种虚实融合的无人水面艇避碰测试方法，其特征在于：第三步中，根据二维平面坐标系的旋转与平移变换公式，如下：

其中，R为坐标转换矩阵，θ为以A坐标系X轴为起边、以B坐标系X轴为终边的角度，逆时针为正，采用弧度制，范围(-π,π]；从而获得T1时刻障碍物在B坐标系中的相对速度(V_Bx，V_By)；

同样的，第四步中，根据二维平面坐标系的旋转与平移变换公式，如下：

从而获得T1时刻时的障碍物在B坐标系中的相对位置(D_Bx1，D_By1)。