A potential field-based trajectory planning and tracking approach for automatic berthing and COLREGs-compliant collision avoidance

避碰 弹道 跟踪(教育) 领域(数学) 计算机科学 海洋工程 碰撞 航空学 工程类 航空航天工程 模拟 物理 数学 心理学 教育学 计算机安全 纯数学 天文
作者
Sen Han,Lei Wang,Yi‐Ting Wang
出处
期刊:Ocean Engineering [Elsevier BV]
卷期号:266: 112877-112877 被引量:46
标识
DOI:10.1016/j.oceaneng.2022.112877
摘要

A potential field-based Extended Dynamic Window Approach (EDWA) is proposed to fulfill the real-time trajectory planning for automatic berthing. To avoid falling into a local minimum, an nonuniform Theta* (NT*) is introduced to search the global path considering the risk of obstacles. Three potential fields are established: the attractive potential field guides the unmanned surface vehicle (USV) along its global path; the grid-based repulsive potential field is designed to keep the USV away from shores; and the COLREGs-compliant repulsive potential field is to avoid collision from other USVs. Taking the dynamic constraints of the USV into account, EDWA generates predicted trajectories of both constant force and deceleration phases. The objective function is subsequently produced to select them optimally according to the established potential fields. Finally, a linear MPC is presented to track the designed berthing trajectory considering the real-time requirement. The whole automatic berthing scheme is simulated on the Dalian port. The results indicate that the USVs avoid the potential collisions in accordance with COLREGs, and successfully reach their desired berthing spots with reasonable small deviations. • An nonuniform Theta* is introduced to plan the global path for automatic berthing. • A potential field-based EDWA is developed to implement collision avoidance. • A linear MPC is proposed to track the designed berthing trajectory.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
起床做核酸完成签到,获得积分10
1秒前
共享精神应助smiling采纳,获得10
1秒前
小葛发布了新的文献求助10
1秒前
小梦发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
李见完成签到 ,获得积分20
2秒前
2秒前
3秒前
小葡完成签到,获得积分10
3秒前
科研通AI6.4应助邢延奕采纳,获得20
3秒前
4秒前
4秒前
赘婿应助缺粥采纳,获得10
4秒前
孙晗关注了科研通微信公众号
5秒前
5秒前
宇9785完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
孤独的谷兰完成签到 ,获得积分10
6秒前
明天太远完成签到,获得积分10
7秒前
柚子苗完成签到,获得积分10
8秒前
慕青应助安不上采纳,获得10
8秒前
8秒前
htx关闭了htx文献求助
8秒前
roselau发布了新的文献求助10
8秒前
Paris完成签到,获得积分10
8秒前
abc1122完成签到,获得积分10
8秒前
大哈酱发布了新的文献求助10
8秒前
孤独的谷兰关注了科研通微信公众号
9秒前
9秒前
ghjyufh发布了新的文献求助10
9秒前
yuchangkun发布了新的文献求助10
9秒前
11秒前
11秒前
叮当发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
12秒前
12秒前
小垃圾10号完成签到,获得积分10
12秒前
科研青年学者完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
2016 Venous Blood Study (VBS) (Final V3.0) 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
核安全综合知识2024版 500
Photothermal Science and Techniques 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7703865
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9262048
关于积分的说明 20034946
捐赠科研通 7279365
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3294665
关于科研通互助平台的介绍 2449908
邀请新用户注册赠送积分活动 2301474