COLREGs-based collision avoidance strategies for unmanned surface vehicles

避碰 计算机科学 碰撞 无人机 航空学 航空航天工程 防撞系统 工程类 汽车工程 机器人 避障 移动机器人 弹道 车辆动力学 模拟 碰撞检测 海洋工程 计算机安全
作者
Wasif Naeem,George W. Irwin,Aolei Yang
出处
期刊:Mechatronics [Elsevier BV]
卷期号:22 (6): 669-678 被引量:149
标识
DOI:10.1016/j.mechatronics.2011.09.012
摘要

Abstract The aim of this paper is to report the preliminary development of an automatic collision avoidance technique for unmanned marine craft based on standardised rules, COLREGs, defined by the International Maritime Organisation. It is noted that all marine surface vessels are required to adhere to COLREGs at all times in order to minimise or eliminate the risk of collisions. The approach presented is essentially a reactive path planning algorithm which provides feedback to the autopilot of an unmanned vessel or the human captain of a manned ship for steering the craft safely. The proposed strategy consists of waypoint guidance by line-of-sight coupled with a manual biasing scheme. This is applied to the dynamic model of an unmanned surface vehicle. A simple PID autopilot is incorporated to ensure that the vessel adheres to the generated seaway. It is shown through simulations that the resulting scheme is able to generate viable trajectories in the presence of both stationary and dynamic obstacles. Rules 8 and 14 of the COLREGs, which apply to the amount of manoeuvre and to a head-on scenario respectively are simulated. A comparison is also made with an offline or deliberative grid-based path planning algorithm which has been modified to generate COLREGs-compliant routes.
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