【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无人艇避碰，尤其涉及一种基于多避碰物标的无人艇避碰方法、终端设备及介质。
技术介绍
1、无人艇(unmanned surface vehicle，usv)是一种能够执行特定任务，具有自主或半自主能力的无人水上船只。因其具有隐蔽性好、机动性强、编队小型化等特点，被广泛应用于军事、科研、人工智能等领域。在复杂的海上环境航行时，无人艇将受到航行船舶(包括商船、渔船等)的碰撞威胁，因此研究usv自主避碰技术具有重要的实际意义。
2、usv自主避碰技术是指usv能够根据周围环境信息快速有效地调整自身航向和航速，自主避碰在水面航行时遇到的单个或多个静态、动态物标。目前，国内外专家和学者主要采用局部路径规划与智能算法来解决usv的避碰规划问题，常用的算法有速度障碍法、粒子群算法、动态窗口法、人工势场法、强化学习算法、深度学习算法等各种智能算法及其改进算法。现有方法在解决单船、两船和简单三船的避让问题时能够取得良好效果，而针对多动态物标(如无人艇、渔船等较大规模集群)的避让问题仍是当前研究难点。当前，针对usv避碰多动态物标复杂问题，研究人员利用上述方法大多是根据船舶优先级概念采用避碰重点船的策略进行了相关研究。当海面上出现密集交通流时，这些智能避碰算法避碰效率会迟缓，usv可能陷入复杂交通流困境，得不到避碰最优解，导致碰撞风险增加。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提出了一种基于多避碰物标的无人艇避碰方法、终端设备及介质。
2、具体方案如下：<
3、一种基于多避碰物标的无人艇避碰方法，包括以下步骤：
4、s1：采集无人艇附近海域内所有运动物标的运动信息；
5、s2：基于采集的运动信息对所有运动物标进行聚类，得到多个物标集群；
6、s3：基于各物标集群内包含的各物标的当前坐标，计算各物标集群的避碰区域；
7、s4：当无人艇行驶至相对于某物标集群避碰区域的避碰航路点时，判断此时该无人艇的复航航线与该避碰区域是否存在一个以上的交点，如果是，进入s5；否则，控制无人艇按照复航航线进行复航；
8、s5：判断无人艇与该物标集群之间的航向夹角是否满足如果是，进入s6；否则，控制无人艇保持之前航向继续行驶，直至无人艇的复航航线与该物标集群当前的避碰区域不存在一个以上的交点时，控制无人艇按照复航航线进行复航；r表示物标集群避碰区域的半径，表示物标集群与无人艇之间的相对距离的垂直分量；
9、s6：控制无人艇向右偏转，并使其按照偏转后的航线行驶，直至无人艇的复航航线与该物标集群当前的避碰区域不存在一个以上的交点时，控制无人艇按照复航航线进行复航。
10、进一步的，步骤s2中对所有运动物标进行聚类是采用改进dbscan(density-basedspatial clustering of applications with noise，具有噪声的基于密集的聚类)算法；改进dbscan算法在传统dbscan算法的基础上添加了航速差约束和航向差约束，即属于同一物标集群的所有物标中任意两个物标的航向差均小于航向差门限阈值、任意两个物标的航速差均小于航速差门限阈值。
11、进一步的，在通过改进dbscan算法对所有运动物标进行聚类时，包括邻域半径约束，即属于同一物标集群的所有物标中任意两个物标的邻域半径ε应小于等于4倍的物标的安全距离。
12、进一步的，步骤s6控制无人艇向右偏转时，偏转角度的计算公式为：
13、
14、其中，θ表示偏转角度，vu表示无人艇航速，vc表示物标集群航速。
15、一种基于多避碰物标的无人艇避碰终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本专利技术实施例上述的方法的步骤。
16、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本专利技术实施例上述的方法的步骤。
17、本专利技术采用如上技术方案，能够安全地对多动态物标完成避碰行动，同时降低避碰决策复杂度，提高避碰效率。
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1.一种基于多避碰物标的无人艇避碰方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于多避碰物标的无人艇避碰方法，其特征在于：步骤S2中对所有运动物标进行聚类是采用改进DBSCAN算法；改进DBSCAN算法在传统DBSCAN算法的基础上添加了航速差约束和航向差约束，即属于同一物标集群的所有物标中任意两个物标的航向差均小于航向差门限阈值、任意两个物标的航速差均小于航速差门限阈值。
3.根据权利要求1所述的基于多避碰物标的无人艇避碰方法，其特征在于：在通过改进DBSCAN算法对所有运动物标进行聚类时，包括邻域半径约束，即属于同一物标集群的所有物标中任意两个物标的邻域半径ε应小于等于4倍的物标的安全距离。
4.根据权利要求1所述的基于多避碰物标的无人艇避碰方法，其特征在于：步骤S6控制无人艇向右偏转时，偏转角度的计算公式为：
5.一种基于多避碰物标的无人艇避碰终端设备，其特征在于：包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1～4中任一所述方法的步骤。p>
6.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1～4中任一所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于多避碰物标的无人艇避碰方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于多避碰物标的无人艇避碰方法，其特征在于：步骤s2中对所有运动物标进行聚类是采用改进dbscan算法；改进dbscan算法在传统dbscan算法的基础上添加了航速差约束和航向差约束，即属于同一物标集群的所有物标中任意两个物标的航向差均小于航向差门限阈值、任意两个物标的航速差均小于航速差门限阈值。
3.根据权利要求1所述的基于多避碰物标的无人艇避碰方法，其特征在于：在通过改进dbscan算法对所有运动物标进行聚类时，包括邻域半径约束，即属于同一物标集群的所有...
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