[发明专利]一种基于速度障碍法的UUV动态避障方法

摘要

一种基于速度障碍法的UUV动态避障方法，涉及一种UUV动态避障方法。解决了现有UUV的路径规划方法在动态环境中存在避开移动障碍物的准确性差的问题。本发明将障碍物的运动不确定性转化为位置不确定性；根据障碍物的运动不确定性，获得最小安全角α₁和最大安全角α₂；获得多障碍物对UUV造成的综合速度危险度，根据UUV动力学约束规律，确定UUV运动的速度空间，根据障碍物的位置不确定性和障碍物的最大作用范围，获得UUV与所有障碍物的最小碰撞时间；利用UUV的综合速度危险度和UUV与所有障碍物的最小碰撞时间，获得UUV的优化目标路径函数；利用速度障碍法寻找目标函数的最小值点，作为UUV运动的下一个航路点，实现对UUV运动路径的规划。本发明适用于UUV动态避障。

主权项

1.一种基于速度障碍法的UUV动态避障方法，其特征在于，该方法的具体步骤为：步骤一、将障碍物的运动不确定性转化为位置不确定性；根据障碍物的运动不确定性，获得最小安全角α1和最大安全角α2；步骤二、根据步骤一获得的最小安全角α1和最大安全角α2获得第i个障碍物对于UUV以速度vr航行时的危险度VRi(vr)为：其中，γ是UUV与障碍物的碰撞角；i＝1,2,...,n，n为障碍物的个数；多障碍物对UUV的航行速度v_r产生多个不同的速度危险度，n个障碍物对UUV造成的综合速度危险度VR(v_r)为：步骤三、根据UUV动力学约束规律，确定UUV运动的速度空间Ωr；步骤四、根据障碍物的位置不确定性和障碍物的最大作用范围，建立UUV到达障碍物边缘的最短时间函数；获得UUV与所有障碍物的最小碰撞时间t_col(v_r)；其中，X_ro为UUV与障碍物之间的距离和为障碍物O_i半径的上限估计值；步骤五、利用UUV的综合速度危险度VR(vr)和UUV与所有障碍物的最小碰撞时间tcol(vr)，获得UUV的优化目标路径函数；步骤六、利用速度障碍法寻找目标函数的最小值点，作为UUV运动的下一个航路点，实现对UUV运动路径的规划。