陈 新，袁宇浩，饶 丹

(南京工业大学电气工程与控制科学学院，江苏南京 211816)

1 引言

水面无人船，可以简称为(USV)，其主要用于军事作战、海上监视巡航、海洋环境等领域。作为监测海洋环境、维护海洋权益的现代化装备，具有广阔的应用前景[1]。当前，美国、以色列等国在这方面的研究已经取得了一定成果，结合美国军方出版的“美国国防部无人系统综合路线图”和美国海军出版的“海军无人船总体计划”[2]相结合，USV研究所涉及的关键技术主要包括：自动路径生成与路径规划技术、自主决策与避碰技术、水面目标检测与目标自动识别技术以及通信技术[3]。

自动路径生成和路径规划技术主要研究USV全局和局部路径规划，全局路径规划基于完全信息，而局部路径规划基于传感器获取的信息[4]。当前路径规划的方法主要有A*算法、人工势场法、遗传算法和蚁群算法等；在局部路径规划方面最近也产生了一些新的方法，例如强化学习法、D*算法等[5]。目前，国内外相关学者都在对USV的全局路径规划方法进行深入研究，并已取得一定的成果。卢艳爽采用A*算法结合海事规则实现全局路径规划[6]；饶森应用激活值和遗传算法，利用分层思想完成了全局路径规划[7]；庄家园提出了一种基于电子海图的距离寻优Dijkstra算法，该算法可以减少规划时间，提高规划精度并产生安全合理的路径[8]。Hanguen Kim在考虑海洋环境和USV最大曲率的地图中设计了基于A*算法的3-D曲率路径规划算法[9]；Song C.H在栅格环境模型中应用改进的蚁群算法完成USV的全局路径规划，验证算法的有效性[10]。……