公开(公告)号：CN117369279A

公开(公告)日：2024-01-09

申请号：CN202311499236.X

申请日：2023-11-10

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 王欣 ,  李海滨 ,  吴天昊 ,  刘达培 ,  杨天宇 ,  倪生科 ,  刘正江 ,  李铁山

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明提供一种基于改进人工势场法和事件触发模型预测控制的船舶避碰辅助决策方法，当触发条件满足时，执行非线性模型预测控制过程，否则，保持控制输入，其中，非线性模型预测控制过程，包括：S1、根据船舶当前状态预测未来一段时间内的船舶状态，根据目标点信息计算每一时刻的引力势场；S2、采用避碰要素动态数学模型，计算每一时刻两船间的DCPA和TCPA；S3、由IAPF计算出对应的斥力势场；S4、将所有时刻的势场总和作为NMPC的目标函数，在考虑系统约束情况下求解最优输入序列使目标函数值最优，将最优输入序列的第一个输入量作用到船舶操纵运动数学模型计算下一时刻的船舶状态，并判断本船是否抵达目标点，最终得到整个避碰过程中本船的操舵方案。

公开(公告)号：CN117519157A

公开(公告)日：2024-02-06

申请号：CN202311498612.3

申请日：2023-11-10

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 王欣 ,  吴天昊 ,  李海滨 ,  刘达培 ,  杨天宇 ,  倪生科 ,  赵春晓 ,  陈雪 ,  刘正江

IPC: G05D1/43 ,  G05D109/30

Abstract: 本发明提供一种多船近距离会遇态势下的确定性避碰行动最优决策方法，包括：通过多船协同最优避让决策模型，得到近距离多船会遇态势下的确定性最优避碰策略；在驶过所有目标船最小会遇距离点后，利用人工势场法实现船舶复航，生成完整的多船避让参考路径。本发明首先考虑船舶运动具有时变时滞特性以及风浪干扰的影响，结合神经网络、后推技术设计了船舶操纵运动自适应控制器。同时，结合多船避碰要素数学模型、协同船舶领域提出了可以得出多船近距离会遇态势下最优避让策略的确定性避碰辅助决策方法，并利用人工势场得到完整的避碰参考路径。本发明方法能够有效减少船舶避碰行动次数，为近距离多船避碰提供安全可行的避碰参考路线。

公开(公告)号：CN117369279B

公开(公告)日：2024-08-23

申请号：CN202311499236.X

申请日：2023-11-10

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 王欣 ,  李海滨 ,  吴天昊 ,  刘达培 ,  杨天宇 ,  倪生科 ,  刘正江 ,  李铁山

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明提供一种基于改进人工势场法和事件触发模型预测控制的船舶避碰辅助决策方法，当触发条件满足时，执行非线性模型预测控制过程，否则，保持控制输入，其中，非线性模型预测控制过程，包括：S1、根据船舶当前状态预测未来一段时间内的船舶状态，根据目标点信息计算每一时刻的引力势场；S2、采用避碰要素动态数学模型，计算每一时刻两船间的DCPA和TCPA；S3、由IAPF计算出对应的斥力势场；S4、将所有时刻的势场总和作为NMPC的目标函数，在考虑系统约束情况下求解最优输入序列使目标函数值最优，将最优输入序列的第一个输入量作用到船舶操纵运动数学模型计算下一时刻的船舶状态，并判断本船是否抵达目标点，最终得到整个避碰过程中本船的操舵方案。