1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 研究背景及意义

近年来，由于气候变化异常，环境污染严重，使得海上应急事故发生增多，为了应对复杂多变的海上环境，保证海事人员的生命安全，无人化智能平台的研巧已经成为热点，据统计，在海洋船舶碰撞事故中，高达 89%-96%的事故都是人为因素直接或间接引起的^[1]。随着世界各国对无人船越来越广泛的应用和越来越深入的研究，对无人船自动化和智能化水平的要求也在不断提高。无人船需要在高度动态和不可预测环境中达到高级别的自主和智能，来确保自身、其他船只以及人和财产的安全。这就要求无人船在运动过程中具备与其周围环境进行交互的能力。即无人船可以从其周围环境中收集适当的信息，构造对应的环境模型，并利用环境模型来规划并执行上层任务，实现自主决策与避障。

1.2 无人船国内外研究现状

1.2.1国外无人船研究现状

英国普利茅斯大学研制的 springer 号无人船，该船采用了slam技术克服gps定位可靠性不够高的缺点。该无人艇基于哈默斯坦和维纳模型，采用遗传算法非线性预测控制的思想来进行实时局部路径规划。可以基于船舶航行环境预估船舶下一步位置^[2]。其主要用途是在内河、水库和沿海等浅水水域追踪污染物、测量环境和航道信息。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

本文运用人工势场方法设计一个无人船自主避障系统，运用matlab进行可视化仿真，主要进行以下工作：

1）建立无人船数学模型：查找常见无人船参数，对其系统进行数学建模，并根据需求简化模型；

2）设计无人船自主避障系统：了解人工势场算法的基本原理与算法，进行设计基于人工势场方法的水面无人船自主避障系统，确定其重要参数；

3. 研究计划与安排

① 2018年3月1日-3月15日 文献阅读，编写开题报告：外文文献至少5篇，参考文献至少15篇；

② 2018年3月16日-3月26日 学习matlab编程知识，人工势场方法的原理及算法：查阅资料并掌握相关知识；

③ 2018年3月27日-4月2日 相关思路的确定：参照有关文献，明确设计方案思路；

4. 参考文献（12篇以上）

1. rothblum a. m. human error and marine safety[r].us coastguard research and development centre. 2000.

2. 万接喜.外军无人水面艇发展现状与趋势[j].国防科技,2014,35(05):91-96.

3. 卢艳爽.水面无人艇路径规划算法研究[d].哈尔滨：哈尔滨工程大学,2010.

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