Chinese Journal of Ship Research, Volume. 16, Issue 6, 10(2021)
Fuzzy dual-window DWA algorithm for USV in dense obstacle conditions
Figures & Tables(19)
Fig. 7. Simulation experiment results when under the dual-window DWA algorithm双窗口DWA算法下 时的仿真实验结果
Fig. 8. Simulation experiment results when under the dual-window DWA algorithm双窗口DWA算法下时的仿真实验结果
Fig. 9. Simulation experiment results of obstacle avoidance for USV based on FDDWA algorithm ()基于FDDWA算法的无人艇避障仿真实验结果 ()
Table 1. Experimental result data
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参数 轨迹长度/m 运行时间/s 安全距离/m α=2，β=1，γ=15 155.90 12.259 0.45 α=2，β=15，γ=15 158.40 13.835 2.41
Table 2. Fuzzy logic control input and output subset
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变量 模糊子集 输入 $D$ 小（S）、中（M）、大（H） $I$ 小（S）、大（H） 输出 $\gamma $ 小（S）、中（M）、大（H） $\beta $ 小（S）、中（M）、大（H）
Table 3. Fuzzy rules of
γ View tableView in ArticleTable 3. Fuzzy rules of
γ $\gamma $ I S H $D{\rm{ = }}S$ H S $D{\rm{ = }}M$ H S $D{\rm{ = }}H$ H H
Table 4. Fuzzy rules of
β View tableView in ArticleTable 4. Fuzzy rules of
β $\beta $ I S H $D{\rm{ = }}S$ S H $D{\rm{ = }}M$ S M $D{\rm{ = }}H$ S M
Table 5. Speed limit of USV
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参数 数值 最小前进速度 $ {u_{\min }}/ $ (m·s−1)0 最大前进速度 ${u_{\max }}/$ (m·s−1)1.5 前进加速度 $\dot u/$ (m·s−2)0.5 最小艏摇角速度 ${r_{\min }}/$ ((°)·s−1)0 最大艏摇角速度 ${r_{\max }}/$ ((°)·s−1)30（−30） 艏摇角加速度 $\dot r/$ ((°)·s−1)5
Table 6. Parameter settings of algorithm
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参数 数值 最小安全距离 ${D_{\min }}/m$ 2.0 障碍物外包圆直径 $R/\rm m$ 1.5 采样时间间隔 ${d_{\rm t}}/s$ 1.0 前进速度离散间隔 $ {d_u}/ $ (m·s−1)0.1 艏摇角速度离散间隔 ${d_r}/$ ((°)·s−1)1.0 预测轨迹采样间隔数 $T/\rm s$ 7.0
Table 7. Parameter setting of density function
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参数 数值 $\delta $ 0.30 $\varepsilon $ 0.25 $\mu $ 0.50 $a$ 1/50 $b$ 1/2
Table 8. Initial state setting of USV and sensing window
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参数 数值 起始坐标 （0，0） 目标坐标 （90，90） 感知窗口角度/(°) 100 感知窗口半径/m 13 起始艏向 $\vartheta $ /(°)π/4 起始前进速度 $u/$ (m·s−1)0 起始艏摇角速度 $r/$ ((°)·s−1)0
Table 9. Experimental data
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权值参数 安全距离/m 迭代次数/次 轨迹长度/m 运行时间/s α=2，β=15，γ=1 3.56 109 127.30 14.445 α=2，β=1，γ=15 3.34 86 125.10 10.768 α=2，β=βd，γ=γd 4.09 85 124.10 10.071
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Jinze ZHANG, Hong ZHAO, Ning WANG, Chen GUO. Fuzzy dual-window DWA algorithm for USV in dense obstacle conditions[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2021, 16(6): 10
Paper Information
Category: Ship Design and Performance
Received: Aug. 29, 2020
Accepted: --
Published Online: Mar. 28, 2025
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