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申请/专利权人：中国石油大学(华东);自然资源部第一海洋研究所

摘要：本发明公开了一种可变形无人船的安全运动控制方法，涉及无人船技术领域，通过混合核函数高斯过程回归预报模型对航速矢量进行预报，通过改进的k‑means++算法将预报出的航速聚类为排水状态、半滑行状态与滑行状态；通过非线性储备池计算算法对航向进行建模预报；控制器根据周边环境、自身状态以及状态信息的预报自适应地控制无人船变形，制定安全运动策略，实现航行状态的过渡，安全有效的完成航行任务。本发明能够根据周边环境及执行任务的变化对无人船进行自适应地变形，实现不同航行状态的过渡，减少无人船海上碰撞风险，安全有效的完成航行任务。

主权项：1.一种可变形无人船的安全运动控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，根据无人船实时采集的航速与航向数据训练高斯过程回归预报模型，用于预报无人船未来时刻的航速；步骤2，通过改进的k-means++算法对高斯过程回归预报模型预报出的航速数据进行聚类，分别有排水、半滑行和滑行三种航行状态类别，速度小于3ms为排水状态，速度在3-9ms之间为半滑行状态，速度大于9ms为滑行状态；步骤3，通过非线性储备池计算算法对无人船的航向进行建模预报，用于预报无人船未来时刻的航向；步骤4，控制器根据现在时刻与未来时刻的自身状态、周边环境、执行任务的变化完成对象船体的变形；步骤4.1，当无人船在狭窄航道执行作业任务时，若预报航速高于排水状态下航速范围，调节船侧翼及尾翼均贴近船体，仅主推进器提供动力，助其降速；若预报航向与量测航向的变化高于狭窄航道航向变化阈值，则进行收舵： ； ； ；步骤4.2，当无人船靠近狭窄航道作业地点时，若预报航速高于半滑行状态航速范围，调节船侧翼及尾翼均贴近船体，仅主推进器提供动力，助其降速，若预报航向与量测航向的变化高于航向变化阈值，则进行收舵： ； ； ；步骤4.3，当无人船远离狭窄航道作业地点时，若预报航速低于半滑行状态航速范围，调节电动推杆将船侧翼推出，船侧翼的驱动器转动带动螺旋桨转动，主推进器、船侧翼螺旋桨同时为船体提供动力，助升船速；若预报航向与量测航向的变化高于航向变化阈值，则进行收舵： ； ； ；步骤4.4，当无人船在宽阔无障碍海域执行作业任务时，若预报航速低于滑行状态航速范围，调节电动推杆将船侧翼推出，电动伸缩杆将尾翼推出，尾翼驱动器转动带动尾翼螺旋桨转动，主推进器、船侧翼螺旋桨、尾翼螺旋桨同时为船体提供动力，助升船速，无特殊转向要求： 。

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