2018年，56艘无人小艇在中国南海海域进行了“多艇协同”演示，展示了国产“蜂群”无人艇强大的编队行动能力。56艘小型无人艇在接收统一集体指令后，通过相互间的智能协调系统，在极短时间内精确完成了诸如分两队绕开岛礁，整队转弯等高难度编队动作。  路径规划是无人艇编队的核心技术之一，为了解决无人艇编队在智能航行时全局路径规划与局部自主避碰问题，上海交通大学的易宏教授团队提出了一种基于改进快速搜索随机树(RRT)算法的无人艇编队路径规划技术。 ——高岚  www.ship-research.com 《中国舰船研究》 2020年第15卷第3期 全文阅读地址 基于改进RRT算法的无人艇编队路径规划技术 欧阳子路, 王鸿东, 黄一, 杨楷文, 易宏 中国舰船研究, 2020, 15（3）：18-24 1 论文背景 相比单艘无人艇，无人艇编队在执行任务时具有效率高、容错性强及覆盖范围广的特点，在实际工程应用中有着重要的意义。路径规划技术可以在保持无人艇编队形状稳定的同时对障碍物进行避碰，从目前国内外研究情况来看，解决无人艇编队路径规划问题的思路主要为拓展演进经典算法，提高算法的实时性与规划效率。 2 论文主要内容 1）针对无人艇编队形状稳定问题，在RRT算法扩展环节提出一种非严格保形修正向量与非严格保形控制圆区域，使搜索树有朝着严格保形坐标点生长的趋势。 2）针对突发障碍物与非严格保形规划点碰撞的问题，在RRT算法碰撞检测环节提出可调节避碰圆区域与障碍物修正向量，使无人艇安全避碰并最大程度地保持队形稳定，从而有效处理避碰这一航行安全性问题与保形的任务要求之间的平衡问题。 3）通过仿真实验验证该算法在无人艇编队路径规划问题中的可行性。 图 1 无人艇编队路径规划环境情形 本文将RRT算法应用于无人艇编队路径规划问题上，无人艇编队在该算法作用下表现出了良好的保形性能，并能对突发障碍物进行有效的避碰；同时，该算法耗时少、稳定性强、保形精度高，在实际工程中有一定的应用空间与意义。 欧阳子路  欧阳子路，1996年生，上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院硕士研究生。研究工作包括无人艇智能避碰算法、导航与控制算法。先后作为主要成员参与国防科技创新特区项目、海洋工程国家重点实验室基金项目。硕士期间获得研究生国家奖学金、中船奖学金。目前以第一作者身份发表高水平论文5篇，申请专利2项。 王鸿东  王鸿东，1989年生，上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院副研究员、博士生导师，致力于海洋装备效能评估与智能控制研究。相关研究工作发表高水平论文40余篇，授权/申请专利15项，主持国防科技创新特区、国家自然科学基金委等多项课题。入选中国科协青年人才托举工程、上海市科技英才“扬帆计划”。  [1]欧阳子路, 王鸿东, 黄一, 杨楷文, 易宏. 基于改进RRT算法的无人艇编队路径规划技术[J]. 中国舰船研究, 2020, 15(3): 18-24. OUYANG Zilu, WANG Hongdong, HUANG Yi, YANG Kaiwen, YI Hong. Path planning technologies for USV formation based on improved RRT. Chinese Journal of Ship Research, 2020, 15(3): 18-24. [2]欧阳子路, 王鸿东, 王检耀, 易宏. 基于改进Bi-RRT的无人水面艇自动避碰算法[J]. 中国舰船研究, 2019, 14(6): 8-14. Ouyang Zilu, Wang Hongdong, Wang Jianyao, Yi Hong. Automatic collision avoidance algorithm for unmanned surface vessel based on improved Bi-RRT algorithm. Chinese Journal of Ship Research, 2019, 14(6): 8-14. [3]黄一, 王鸿东, 程锋瑞, 梁晓锋, 易宏. 基于时序数据库的无人船信息管理系统设计与性能测试[J]. 中国舰船研究, 2019, 14(4): 161-166. Huang Yi, Wang Hongdong, Cheng Fengrui, Liang Xiaofeng, Yi Hong. Design and performance test of USV information management system based on time-series database. Chinese Journal of Ship Research, 2019, 14(4): 161-166. 摘要及PDF下载地址 http://journal16./jwk_zgjcyj/CN/Y2020/V15/I3/18 |
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