朱坤财，徐郑攀，赵自奇，彭荣发，洪晓斌

（1.华南理工大学机械与汽车工程学院，广东 广州 510641; 2.广船国际有限公司，广东 广州 511462）

0 引 言

水面无人艇作为一种新型的水上智能工作平台，在科研、军事及民用等诸多领域如水文勘测、水质监测、渔业养殖、海上巡逻任务[1-3]等方面发挥着巨大的作用，而无人艇的避障能力是无人艇能顺利完成海上作业的首要前提。无人艇的避障问题属于平面移动机器人的局部路径规划领域，多年来对局部避障的路径规划问题已进行多方面研究，如Fox等提出了一种动态窗口法，该避障算法计算有效的速度搜索区间在一定时间间隔内产生的运动轨迹，根据轨迹产生的避障代价来获取最佳避障速度[4]；Fiorini等提出了一种基于碰撞锥的速度障碍避障方法，该方法利用相对速度来构造速度障碍区域，并通过代价函数来计算避障速度[5]。近年来，随着无人艇动态避障问题研究的兴起，在局部路径规划研究的基础上，国内外学者也提出了一些针对性的解决方法。如魏新勇等提出一种基于VFH*算法的前向预测水面无人艇局部避障方法，利用连续的激光雷达数据帧和无人艇实时位姿信息进行雷达前后帧数据融合，并以此为基础建立障碍物向量场直方场来规划避障路径[6]；Liang Hu提出了一种新颖的分层多目标粒子群优化（H-MOPSO）智能算法，该算法使用多目标优化方法生成安全且符合海事规则的路径[7]；Jeonghong Park使用概率方法计算障撞风险，并在预测的轨迹上配置障撞风险区来避开动态障碍[8]；……