. Improvement of the anti-collision method «Velocity Obstacle» by taking into consideration the dynamics of an operating vessel.

Abstract

Пропонується алгоритм урахування динамiки судна, що оперує, для методу попередження зiткнень «Velocity Obstacle». Цей алгоритм забезпечує основу для вибору спiльних маневрiв курсом i швидкiстю iз заданим початком для розходження з декiлькома «цiлями» шляхом визначення методом перебору представницької множини допустимих варiантiв маневру. Для застосування методу перебору видiляються дiапазони змiни параметрiв маневру (курсу i швидкостi) i проводиться їх дискретизацiя з досить малим кроком. Для всiх пар дискретних значень змiни курсу i швидкостi з урахуванням динамiки судна знаходиться траєкторiя i тривалiсть маневру з визначенням на момент його закiнчення мiсця судна i «цiлей», а також встановлюється, чи буде вiн супроводжуватися перетином доменiв небезпеки «цiлей». Якщо немає пересiчення жодного з таких доменiв, то варiант маневру вважається допустимим. Отримана при переборi сукупнiсть таких спiльних змiн курсу i швидкостi утворює множину допустимих варiантiв маневру. При знаходженнi цiєї множини динамiка судна враховується спрощено. Вважається, що повороти виконуються з постiйною кутовою швидкiстю, змiну лiнiйної швидкостi при гальмуваннi можна представити степеневим полiномом другого порядку, а змiни курсу i швидкостi в спiльному маневрi незалежнi. У «цiлей» використовуються круговi домени небезпеки, центр яких змiщений вiд центру маси «цiлi» в бiк носа на 1/3 частину радiуса домену. В цей радiус внесена поправка на розмiри «цiлi» i судна, що оперує. Для перевiрки отриманого алгоритму була складена програма на мовi «Borland Delphi». Розрахунки по нiй пiдтвердили працездатнiсть алгоритму. Вiн дозволяє в реальному часi знаходити множину векторiв швидкостей для розходження з урахуванням динамiки судна, що дозволяє пiдвищити точнiсть прогнозу i безпеку маневрiв. Використання у «цiлей» змiщених, кругових доменiв небезпеки дає можливiсть враховувати неоднакову ступiнь ризику при пересiченнi їх курсу по носi i по кормi.