[发明专利]无人水下航行器IVFH避碰方法

摘要

无人水下航行器IVFH避碰方法，涉及一种无人水下航行器的避碰方法。本发明提出一种无人水下航行器二维IVFH避碰方法，使无人水下航行器在航行过程中通过处理传感器数据获得障碍物位置信息后，能够着眼于安全性和快速性，使无人水下航行器具有一定的类人智能，综合障碍物距离、目标点距离、自由栅格百分比和已知视域百分比等因素，决策出合理的避碰动作，即：确定航向、航速指令，以规避障碍物，避免危险。本发明适用于无人水下航行器的避碰场合。

主权项

1.无人水下航行器IVFH避碰方法，包括以下步骤：步骤一、根据障碍物距离、目标点距离、自由栅格百分比和已知视域百分比进行环境态势评估；步骤二、综合各项归一化的环境态势指标，应用模糊推理，确定避碰航速以及避碰动作幅度，其中，避碰动作幅度体现为单障碍物对各个候选航向安全因子计算公式中的安全系数；步骤三、计算各个候选航向的安全因子和快捷因子；步骤四、计算各个候选航向的适应度及行进代价，根据行进代价评选最佳航向作为下一时刻航向指令；步骤五、输出航向指令和航速指令，驱动无人水下航行器航行；其特征在于，步骤二具体为：步骤二一、将障碍物距离的归一化数值目标点距离的归一化数值自由栅格百分比和已知视域百分比按照对速度的影响加权求和，得到综合环境因素对无人水下航行器航速的影响因子：式中：和分别表示和对航速的影响权重，且满足：步骤二二、将av模糊化，经过模糊推理及反模糊化，得到航速指令的清晰值vcmd；在此过程中，av和vcmd均采用{VB、B、M、S、VS}，即：{很大、大、中、小、很小}五个模糊集合进行描述；步骤二三、将障碍物距离的归一化数值目标点距离的归一化数值自由栅格百分比和已知视域百分比按照对避碰动作幅度的影响加权求和，得到综合环境因素对避碰动作幅度的影响因子避碰动作幅度体现为单障碍物对各个候选航向安全因子计算公式中的安全系数σ_s：式中，和分别为和对避碰动作幅度的影响权重，且满足：步骤二四、将模糊化，经过模糊推理及反模糊化，得到安全系数的清晰值σ_s；在此过程中，和σ_s均采用{VB、B、M、S、VS}，即{很大、大、中、小、很小}五个模糊集合进行描述。