1.概述

无人船动态自主避碰能够根据传感器数据，对周围环境中的突发或高速障碍物进行快速规避，以确保无人船在航行过程中的安全。常用的动态自主避碰算法有人工势场法、动态窗口法、速度障碍法、向量场直方图法等。现有的避碰算法还存在如下几个问题：

（1）算法未结合国际海上避碰规则，导致避碰失败或二次事故。

（2）算法未考虑无人船的操纵特性，导致规划出的避碰路径难以运用于无人船的实际航行中。

（3）算法计算量大，无法实现高速无人船在复杂海况下的快速避碰。

如果都用实船验证算法费时费力，成本十分高昂。此外，无人船航行过程中环境局部障碍可能非常多变，搭建符合要求的局部障碍也很复杂。因此采用Matlab搭建无人船局部避碰算法仿真平台，可以非常方便搭建航行障碍环境和调整参数，从实现非常直观的对避碰算法进行验证。

2、软件初始界面

在Matlab2021b环境下打开主程序，点击运行按钮

窗口可对运行算法进行设置，“算法选择”确认后，点击“开始航行”即可进入避碰算法仿真运行环境。“算法选择”包括如下内容：

程序开始运行后不可以再选择算法。选择“人工势场法”后显示预置仿真航行障碍如下图所示：

选择“动态窗口法”后显示预置仿真航行障碍如下图所示：

3、主要功能介绍

3.1障碍调整功能

选择好运行的算法后，在点击“开始航行”之前，用鼠标左键选中图形中的障碍，可以随意拖动到希望的位置，再点击“开始航行”，则算法会根据新的障碍位置重新规划路线和避障。

示例中对最大的障碍物的位置进行了拖动设

3.2航行/暂停功能

   鼠标左键点击“开始航行”按钮，按钮上字样变为“暂停”，仿真模型开始运行，点击“暂停”按钮，则模型暂停运行，按钮上字样变为“开始航行”，再次点击“开始航行”按钮，模型恢复运行。

对“人工势场法”选项，暂停期间可对障碍重新拖动调整。调整完毕后再次点击“开始航行”按钮，模型即可按照新的障碍环境恢复运行。

3.3参数设置功能

   模型的仿真步长可在参数设置框中进行设置。

4.退出软件

鼠标左键选中软件左下角侧的退出按钮，当退出按钮为激活状态时，则退出该软件，关闭程序界面。