张引弦

（海军装备部，北京100036）

水面无人艇的英文简称为USV，是一种可以远程操控的水面舰艇，可以代替人去完成危险的海上任务。USV 可执行的非战争任务有侦查、搜索、探测、排雷、搜救、导航和水文地理勘察等；可执行的战争任务有巡逻、反潜作战和海上攻击等。水面无人艇在保证人员安全的情况下可以高效完成危险任务，在军事、民用和科研领域具有光明的发展前景。目前，美国和以色列对水面无人艇的研究技术和成果在全球处于领先地位，其他国家紧跟其后，高度重视对水面无人艇的研发。国内多所大学、公司、研究所投身于水面无人艇的相关行业中，科研人员就USV 动态避障方面的研究已经取得了优异成果。

1 USV 运动环境模型建立

为了避免水面无人艇在海面与动态障碍物相撞，需严格遵循USV 的国际避碰规则公约。在极坐标系下建立运动环境模型，通过计算对具体情况进行分析。

1.1 国际避碰规则公约

国际避碰规则公约是由国际海事组织制订的海上交通规则，目的是为了维护海上交通安全。如图1 所示，海事避碰规则大致可以分为以下三类：

图1 海事避碰规则划分图

1.1.1 对遇冲突：水面无人艇和动态障碍物对遇时，USV 和动态障碍物航向的夹角△θ 满足|180-△θ|＜15°，USV 应靠右从动态障碍物的左边行驶。

1.1.2 追越冲突：水面无人艇和动态障碍物追越时，USV 和动态障碍物航向的夹角△θ 满足△θ＜45°，USV 应靠左从动态障碍物的左边行驶。

1.1.3 交叉冲突：水面无人艇和动态障碍物交叉时，USV 和动态障碍物航向的夹角△θ 满足45°≤|△θ|≤165°，USV 应从动态障碍物的后方行驶。……