[发明专利]智能船舶编队航行控制方法、系统、装置及存储介质

权利要求书

1.一种智能船舶编队航行控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取编队中所有智能船舶的初始参数；

根据编队中所有所述智能船舶的所述初始参数划分编队区域；

根据同一编队区域中的多只所述智能船舶的所述初始参数构建编队区域中的虚拟领导船舶，得到所述虚拟领导船舶的虚拟参数；

取编队区域中的一只智能船舶作为受力智能船舶，根据所述受力智能船舶的初始参数和所述虚拟参数确定所述受力智能船舶受到的合势场力；

根据同一编队区域中所有所述受力智能船舶受到的合势场力确定所述编队区域的势场总能量；

取编队区域中的一只智能船舶作为待控制智能船舶，获取所述待控制智能船舶当前的第一运动参数和所述待控制智能船舶的相邻智能船舶的当前的第二运动参数；

根据所述势场总能量确定期望加速度修正率；

根据所述第一运动参数和所述第二运动参数确定所述待控制智能船舶的相邻智能船舶的船舶跟踪控制控制律；

根据所述期望加速度修正率和所述船舶跟踪控制控制律确定待控制智能船舶的期望加速度；

根据所述期望加速度设计所述待控制智能船舶的跟踪控制器。

2.根据权利要求1所述的智能船舶编队航行控制方法，其特征在于，所述根据同一编队区域中的多只所述智能船舶的所述初始参数构建编队区域中的虚拟领导船舶，得到所述虚拟领导船舶的虚拟参数包括以下步骤：

根据编队中的多只所述智能船舶的所述初始参数确定编队队形；

当所述编队队形为单排编队，则根据同一编队区域中前后相邻的两只所述智能船舶的初始参数构建所述虚拟领导船舶，得到所述虚拟领导船舶的虚拟参数。

3.根据权利要求2所述的智能船舶编队航行控制方法，其特征在于，所述根据同一编队区域中的多只所述智能船舶的所述初始参数构建编队区域中的虚拟领导船舶，得到所述虚拟领导船舶的虚拟参数还包括以下步骤：

当所述编队队形为多排编队，则根据同一编队区域中前后相邻的两只所述智能船舶的初始参数以及同一编队区域中左右相邻的两只所述智能船舶的初始参数构建所述虚拟领导船舶，得到所述虚拟领导船舶的虚拟参数。

4.根据权利要求1所述的智能船舶编队航行控制方法，其特征在于，所述根据所述受力智能船舶的初始参数和所述虚拟参数确定所述受力智能船舶受到的合势场力包括以下步骤：

根据所述受力智能船舶的初始参数和与所述受力智能船舶位于同一编队区域的智能船舶的初始参数确定所述受力智能船舶的第一势场；

根据所述受力智能船舶的初始参数和所述虚拟参数确定所述虚拟领导船舶的第二势场；

根据所述第一势场和所述第二势场确定所述合势场力。

5.根据权利要求1所述的智能船舶编队航行控制方法，其特征在于，所述智能船舶编队航行控制方法还包括以下步骤：

根据所述期望加速度，应用李亚普若夫稳定性理论对所述待控制智能船舶进行编队跟踪稳定状态分析。

6.一种智能船舶编队航行控制系统，其特征在于，包括：

第一模块，用于获取编队中所有智能船舶的初始参数；

第二模块，用于根据编队中所有所述智能船舶的所述初始参数划分编队区域；

第三模块，用于根据同一编队区域中的多只所述智能船舶的所述初始参数构建编队区域中的虚拟领导船舶，得到所述虚拟领导船舶的虚拟参数；

第四模块，用于取编队区域中的一只智能船舶作为受力智能船舶，根据所述受力智能船舶的初始参数和所述虚拟参数确定所述受力智能船舶受到的合势场力；根据同一编队区域中所有所述受力智能船舶受到的合势场力确定所述编队区域的势场总能量；

第五模块，用于取编队区域中的一只智能船舶作为待控制智能船舶，获取所述待控制智能船舶当前的第一运动参数和与所述待控制智能船舶相邻智能船舶的当前的第二运动参数；

第六模块，用于根据所述势场总能量确定期望加速度修正率；根据所述第一运动参数和所述第二运动参数确定所述待控制智能船舶的相邻智能船舶的船舶跟踪控制控制律；根据所述期望加速度修正率和所述船舶跟踪控制控制律确定待控制智能船舶的期望加速度；

第七模块，用于根据所述期望加速度设计所述待控制智能船舶的跟踪控制器。