基于人工势场法的船舶自动避碰系统

追逐程序梦想者

于 2023-08-05 04:14:53 发布

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文章标签：算法 matlab

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本文介绍了基于人工势场法的船舶自动避碰系统，阐述了如何利用Matlab实现该系统，包括创建仿真环境、定义船只状态、计算势能场和航向、更新状态以及检测碰撞。提供了具体的Matlab代码示例，展示了人工势场法在船舶避碰及潜在的无人驾驶领域的应用价值。

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基于人工势场法的船舶自动避碰系统

人工势场法是一种基于物理力学的算法，将问题定义为多粒子运动，其中每个粒子受到其他粒子施加的力和一个势能函数的影响。在航海中，可以将船只看成粒子，将相互作用的离散船只分布成一个势能场，然后通过计算得出每个船只应当采取的行动，从而实现船舶自动避碰。

本文将介绍一种基于人工势场法的船舶自动避碰系统，并提供Matlab代码实现。以下是具体实现步骤：

创建仿真环境：首先需要确定仿真环境的大小和障碍物的位置。可以通过Matlab中的plot函数实现图像绘制。
定义船只状态：将每艘船只的位置、速度、航向等信息作为状态变量，使用Matlab中的结构体进行定义。
计算势能场：根据每艘船只的位置，计算其受到的势能大小和方向。可以使用如下公式计算：

f_att = k_att * (target - current_pos)
f_rep = sum(k_rep ./ d .* (1./d - 1/d0) .* repmat((current_pos - obs_pos)./d, num_obs, 1), 1)'
f_total = f_att + f_rep

其中，f_att是吸引力；f_rep是斥力，k_att和k_rep是势能常数，target是目标位置&

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