基于MPAPF的COLREG船舶运动规划及MATLAB代码实现

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本文探讨了基于模型预测人工势场（MPAPF）的COLREG船舶运动规划方法，旨在解决复杂海上遭遇场景的安全航行问题。通过构建COLREG动态模型、定义目标函数、构建人工势场、运动预测和优化，实现船舶遵守规则的最优运动轨迹规划。MATLAB代码实现提供了实际应用的基础，但需要进一步验证和完善。

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基于MPAPF的COLREG船舶运动规划及MATLAB代码实现

随着全球贸易的持续发展，海上货物运输量也在逐年增加。为了保证航行安全并降低事故率，各国制定了一系列船舶间的规则，其中COLREG规则是最重要的之一。COLREG规则为船舶运行提供了标准化的指导，但如何自动化地实现COLREG规则尚未得到很好的解决。本文将介绍一种基于模型预测人工势场（MPAPF）的方法，以考虑复杂遭遇场景的COLREG船舶运动规划。

研究背景

在海上航行中，船舶交通可能会出现复杂的遭遇场景，例如多艘船舶从不同方向靠近、交叉、超越等。在这种情况下，如何制定船舶运动轨迹规划方案，保证每个船舶都遵守COLREG规则并确保安全，成为了一个具有挑战性的问题。传统的方法包括路径规划和速度控制等技术，但由于遭遇场景的复杂性，这些方法通常会带来一些问题，例如路径交叉或避让冲突。因此，研究一种新的船舶运动规划方法，以提高复杂遭遇场景下的航行安全性，具有重要的实际意义。