搭建一套高保真的无人船仿真平台,并提出一种面向未知复杂环境的实时路径规划及编队控制策略。所搭建的仿真平台可提供一个全栈的闭环仿真,模拟理想情况或特定环境扰动,再现无人船的航行效果并实时反馈信息。所提出的航行算法,能够引导多无人船在未知环境中进行实时路径规划从而抵达每个预设的航路点,并在航行过程中保持秩序自主编队与避障。
创建虚拟的水域环境,包括水面、陆地和天空等元素。能够精确模拟不同海况,包括海浪、海流、风向等自然因素,可设置多种海洋地形,如浅滩、礁石、海峡等,为无人船集群的航行提供多样化的环境背景
系统提供不同类型和尺寸的无人船模型,并支持对其设置无人船的初始位置、航向、速度等参数,并实时观察无人船在虚拟环境中的行为和响应。支持设置控制参数,调整控制算法。
支持多种常见的无人船编队形式,如直线编队、圆形编队、菱形编队等,模拟无人船集群在执行任务过程中的协同运动与队形调整。根据预设任务目标,自动或手动为无人船集群分配任务,模拟无人船之间的信息共享、任务交接与协作机制,以评估整个集群系统的任务执行效率与协同效果。
系统支持对仿真过程进行可视化和数据记录,以便用户能够观察和分析无人船的行为、传感器数据和算法输出,帮助用户了解仿真结果和改进算法的性能。
(一)实际海洋环境中测试无人船集群面临诸多困难,如恶劣天气、设备损坏风险、高昂的人
力物力投入等。本仿真软件能够在虚拟环境中进行大量的实验与测试,避免了这些实际问题,
极大地降低了研发成本和风险。
(二)支持对不同的无人船集群方案进行并行测试与比较。如同时模拟多种分配算法在相同任
务场景下的执行情况,并根据数据监测与分析结果迅速筛选出最优方案。