Вдосконалення антиколізійного методу «Velocity Obstacle» шляхом урахування динаміки судна що оперує
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.185319Ключові слова:
попередження зіткнень, метод перебору, множина допустимих варіантів, алгоритм урахування динамікиАнотація
Пропонується алгоритм урахування динаміки судна, що оперує, для методу попередження зіткнень «Velocity Obstacle». Цей алгоритм забезпечує основу для вибору спільних маневрів курсом і швидкістю із заданим початком для розходження з декількома «цілями» шляхом визначення методом перебору представницької множини допустимих варіантів маневру. Для застосування методу перебору виділяються діапазони зміни параметрів маневру (курсу і швидкості) і проводиться їх дискретизація з досить малим кроком. Для всіх пар дискретних значень зміни курсу і швидкості з урахуванням динаміки судна знаходиться траєкторія і тривалість маневру з визначенням на момент його закінчення місця судна і «цілей», а також встановлюється, чи буде він супроводжуватися перетином доменів небезпеки «цілей». Якщо немає пересічення жодного з таких доменів, то варіант маневру вважається допустимим. Отримана при переборі сукупність таких спільних змін курсу і швидкості утворює множину допустимих варіантів маневру. При знаходженні цієї множини динаміка судна враховується спрощено. Вважається, що повороти виконуються з постійною кутовою швидкістю, зміну лінійної швидкості при гальмуванні можна представити степеневим поліномом другого порядку, а зміни курсу і швидкості в спільному маневрі незалежні. Використовуються у «цілей» кругові домені небезпеки, центр яких зміщений від центру маси «цілі» в бік носа на 1/3 частину радіуса домену. В цей радіус внесена поправка на розміри «цілі» і судна, що оперує.
Для перевірки отриманого алгоритму була складена програма на мові «Borland Delphi». Розрахунки по ній підтвердили працездатність алгоритму. Він дозволяє в реальному часі знаходити множину векторів швидкостей для розходження з урахуванням динаміки судна, що дозволяє підвищити точність прогнозу і безпеку маневрів. Використання у «цілей» зміщених, кругових доменів небезпеки дає можливість враховувати неоднакову ступінь ризику при пересіченні їх курсу по носі і по корміПосилання
- Statheros, T., Howells, G., Maier, K. M. (2007). Autonomous Ship Collision Avoidance Navigation Concepts, Technologies and Techniques. Journal of Navigation, 61 (1), 129–142. doi: https://doi.org/10.1017/s037346330700447x
- Kuwata, Y., Wolf, M. T., Zarzhitsky, D., Huntsberger, T. L. (2014). Safe Maritime Autonomous Navigation With COLREGS, Using Velocity Obstacles. IEEE Journal of Oceanic Engineering, 39 (1), 110–119. doi: https://doi.org/10.1109/joe.2013.2254214
- Damas, B., Santos-Victor, J. (2009). Avoiding moving obstacles: the forbidden velocity map. 2009 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. doi: https://doi.org/10.1109/iros.2009.5354210
- Wilkie, D., van den Berg, J., Manocha, D. (2009). Generalized velocity obstacles. 2009 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. doi: https://doi.org/10.1109/iros.2009.5354175
- Pietrzykowski, Z., Borkowski, P., Wołejsza, P. (2012). NAVDEC - navigational decision support system on a sea-going vessel. Maritime University of Szczecin, 30 (102), 102–108.
- Yong, X., Yixiong, H., Liwen, H. (2015). Multi‐ship automatic collision avoidance control method based on speed obstacle. China maritime, 38 (3), 144–153.
- Kim, D.-G., Hirayama, K., Park, G.-K. (2014). Collision Avoidance in Multiple-Ship Situations by Distributed Local Search. Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics, 18 (5), 839–848. doi: https://doi.org/10.12716/1001.09.01.03
- Hayama, I. (2014). Computation of OZT by using Collision Course. Navigation, 188, 78–81. doi: https://doi.org/10.18949/jinnavi.188.0_78
- Vagushchenko, A. A., Vagushchenko, A. L. (2017). Definition of safe z-maneuvers areas for collision avoidance in confined waters. Ekspluatatsiya morskogo transporta, 2 (83), 73–75.
- Banas, P., Breitsprecher, M. (2011). Knowledge Base in the Interpretation Process of the Collision Regulations at Sea. International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, 5 (3), 359–364.
- Burmeister, H., Bruhn, W. (2014). Designing an autonomous collision avoidance controller respecting COLREG. Maritime-Port Technology and Development, 83–88. doi: https://doi.org/10.1201/b17517-11
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Andriy Aleksishin, Yevgeniy Kalinichenko, Aleksandr Vagushchenko, Oleksandr Vagushchenko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
