基于人工势场法和模型预测控制的船舶变速避碰研究

针对船舶在狭窄水域航行时，提出一种基于人工势场法和模型预测控制的船舶智能变速避碰算法。通过对周围环境建模，使用人工势场法建立势场，结合《国际海上避碰规则》对船舶避碰的对应规则要求，快速计算出符合避碰规则的建议航向。其次，利用模型预测控制，根据《国际海上避碰规则》对船舶变速的相关要求，在狭窄水域船舶行动受限的条件下，预测迭代一定时间内的避碰情况，给出最符合要求的速度值。经过仿真表明：算法提供的航速和航向决策能实现狭窄水域范围内的多船有效避让，为船舶驾驶员的避碰决策提供参考与支持。