融合动态窗口法和DDPG的无人船避碰方法

来源：电子测量技术杂志2024年第14期北京时间：

作者：韩志强，李立刚，贺则昊，宗律，戴永寿

单位：1.中国石油大学(华东)海洋与空间信息学院 青岛 266580; 2.中国石油大学(华东)控制科学与工程学院 青岛 266580; 3.自然资源部海上丝路海洋资源环境组网观测技术创新中心 青岛 266580

摘要：针对复杂环境中障碍物运动状态多变导致无人船避碰难以兼顾安全性、经济性和平滑性的问题，提出了一种融合动态窗口法和DDPG的无人船避碰方法。首先，在传统碰撞危险度模型中增加最近会遇距离和最近会遇点舷角作为评价因素，使无人船的碰撞危险度评价更为合理；其次，设计了基于动态窗口法的局部引导方法，将动态窗口法搜索的无人船可达位置作为局部引导点，增加了引导奖励来增大靠近引导点的动作奖励，使DDPG算法在训练中获得更准确的更新方向；最后，开展了在多种障碍物环境中的无人船避碰测试，实验结果显示，相较于传统DDPG算法，本文方法规划的路径更合理、平滑、风险更低，同时收敛速度提高了约37.5%，验证了所提方法的有效性。

关键词：无人船;碰撞危险度;最近会遇点舷角;局部引导方法;DDPG

基金资助：中国石油大学（华东）自主创新科研计划项目（22CX01004A）资助