拥挤水域无人驾驶船舶动态避碰路径规划研究

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拥挤水域无人驾驶船舶动态避碰路径规划研究

DOI:: 10.19727/j.cnki.cbwzysc.2025.10.027

作者:: 于海鹏

作者单位:: 海南科技职业大学，海南海口 571126

关键词:: 拥挤水域；无人驾驶船舶；动态避碰；路径规划；跟踪调整

摘要:: 现有船舶避碰路径规划方法多基于固定规则生成避碰路径，对目标船的风险等级划分不够清晰，导致在拥挤水域复杂会遇场景中碰撞风险较高。基于上述背景，研究了拥挤水域无人驾驶船舶动态避碰路径规划方法。首先，借助感知系统捕获目标船的运动参数，计算相对运动关系，并划定三级碰撞危险域。然后，引入碰撞风险指数量化风险等级。依据风险等级生成对应的路径候选，这些候选路径经过国际避碰规则过滤和空间约束校验后，得到多约束可行路径集合。最后，通过多指标评价筛选最优避碰路径。在多船冲突的情况下，按照优先级进行二次校验，并对路径进行微调，从而完成避碰路径规划。实验结果表明，该方法生成的路径能够成功避开静态障碍物和动态目标船。在交叉相遇、对遇局面、混合会遇 3 种场景中，碰撞风险指数均值分别为 0.21、 0.18、0.25，均低于对照方法，实现了可靠避碰。