[发明专利]一种水面无人艇智能航行性能综合量化评估方法

权利要求书

1.一种水面无人艇智能航行性能综合量化评估方法，其特征在于，包括：

(1)自主循迹性能评估

①在试验场地中设置带有拐点的航行路径、起点及目标点，测定无人艇在航行路径上转角度的绝对值之和作为航迹平滑度TSM，根据无人艇的体积、水域流速等因素确定拐点处的捕获半径R，以拐点为圆心、捕获半径R为半径的圆形范围作为该拐点处的路径点，测量无人艇经过路径点时与拐点的最小距离dist_min，并与捕获半径R进行比较和计算得到路径点偏离度MD；

②记录无人艇完成航行过程需要的航行时间T及总耗油量E，其中航行时间T为

T＝t_e-t_s (1)

其中t_s为无人艇驶入航行区域的时间，t_e为无人艇驶出航行区域的时间，

总耗油量E为

E＝E_e-E_s (2)

其中E_s为无人艇驶入航行区域时的燃油量，E_e为无人艇驶出航行区域时的燃油量；

③运用线性加权求和法，计算无人艇自主循迹性能评估值IND1

IND1＝k₁₁×TSM+k₁₂×MD+k₁₃×T+k₁₄×E (3)

k₁₁+k₁₂+k₁₃+k₁₄＝1； (4)

其中，k₃₁、k₃₂、k₃₃及k₃₄分别为航迹平滑度TSM、路径点偏离度MD、航行时间T及总耗油量E所分配的权重，各权重由专家确定；

(2)自主感知性能评估

①在试验场地中指定航行水域，在指定水域中设置无人艇航行起点和对水静止的障碍物，无人艇通过传感器设备识别障碍物并上报到岸基，之后返回起点，根据无人艇的体积、速度及外界环境，确定无人艇的最小安全避碰距离D_safe，将无人艇与障碍物的最小距离dis_min与最小安全避碰距离D_safe进行比较和计算得到探测危险度HBO；

②根据无人艇获取的障碍物信息完整度计算无人艇感应效果PER；

③记录无人艇从起点出发至完成探测任务后返回起点需要的航行时间T及总耗油量E，计算公式分别如式(1)、式(2)所示；

④运用线性加权求和法，计算无人艇自主感知性能评估值IND2

IND2＝k₂₁×HBO+k₂₂×PER+k₂₃×T+k₂₄×E (5)

k₂₁+k₂₂+k₂₃+k₂₄＝1； (6)

其中，k₂₁、k₂₂、k₂₃及k₂₄分别为探测危险度HBO、感应效果PER、航行时间T及总耗油量E所分配的权重，各权重由专家确定；

(3)自主航行性能评估

运用线性加权求和法，计算无人艇自主航行性能评估值TOT

TOT＝k₁×IND1+k₂×IND2 (7)

k₁+k₂＝1， (8)

其中，k₁及k₂分别为无人艇自主循迹性能IND1、自主感知性能IND2所分配的权重，各权重由专家确定，无人艇的自主航行性能与评估值大小呈反比。