技術(shù)特征：

1.一種無(wú)人艇自主性能評(píng)估方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)試驗(yàn)工具準(zhǔn)備：試驗(yàn)工具至少包括GPS或北斗、慣性設(shè)備以及錄取設(shè)備和秒表，試驗(yàn)過(guò)程中不同無(wú)人艇使用精度相同的GPS或北斗以及慣性設(shè)備為自主控制系統(tǒng)提供位置和航向信息，同一錄取設(shè)備錄取無(wú)人艇航行軌跡坐標(biāo)，同一秒表記錄無(wú)人艇自主航行時(shí)間；

(2)水域選擇：根據(jù)無(wú)人艇自主性能主要由自主路徑規(guī)劃性能、自主路徑跟蹤性能、自主避碰性能綜合決定，針對(duì)不同性能評(píng)估選擇水域：自主路徑規(guī)劃性能評(píng)估只在電子海圖上開(kāi)展，選擇電子海圖上復(fù)雜的水域，即選擇無(wú)人艇路徑起點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)連線(xiàn)盡可能穿越多片陸地、多個(gè)島礁；自主路徑跟蹤性能評(píng)估和自主避碰性能評(píng)估在實(shí)際水域開(kāi)展，選擇空曠水域，如湖面或海面，水域面積根據(jù)實(shí)際情況而定；

(3)性能評(píng)估：

①自主路徑規(guī)劃性能評(píng)估

在電子海圖上選擇無(wú)人艇路徑起點(diǎn)M和路徑目標(biāo)點(diǎn)N，線(xiàn)段盡可能穿越不同陸地及島礁，直線(xiàn)距離S₁至少150nmile；各無(wú)人艇根據(jù)給定的起點(diǎn)坐標(biāo)和目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)在電子海圖上自主規(guī)劃從起點(diǎn)至目標(biāo)點(diǎn)之間的路徑，規(guī)劃過(guò)程中嚴(yán)禁人工干預(yù)，自主路徑規(guī)劃完成后在電子海圖上顯示規(guī)劃出的路徑并提取各節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，理論自主路徑規(guī)劃時(shí)間記為t₁，同時(shí)計(jì)算各節(jié)點(diǎn)路徑總長(zhǎng)度ΔS₁，并記錄總規(guī)劃時(shí)間Δt₁；

②自主路徑跟蹤性能評(píng)估

將GPS或北斗布置在無(wú)人艇艙外相同位置處，錄取設(shè)備固定在艙內(nèi)，GPS或北斗與錄取設(shè)備連接，以10Hz頻率錄取經(jīng)緯度坐標(biāo)，無(wú)人艇從起點(diǎn)出發(fā)時(shí)刻記為t₂₁，到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)時(shí)刻記為t₂₂，無(wú)人艇起點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)之間距離S₂，自主路徑跟蹤過(guò)程中最高航速限定為V₂，從起點(diǎn)至目標(biāo)點(diǎn)的最短時(shí)間記t₂＝S₂/V₂；記錄從起點(diǎn)至目標(biāo)點(diǎn)，自主路徑跟蹤過(guò)程中無(wú)人艇跟蹤軌跡坐標(biāo)；試驗(yàn)結(jié)束后，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，剔除軌跡坐標(biāo)中的奇異值，之后計(jì)算各實(shí)際跟蹤軌跡坐標(biāo)與各理論跟蹤軌跡坐標(biāo)之差μ_k，k＝1,2,...,m，m為實(shí)際錄取的軌跡點(diǎn)總數(shù)，并記錄總規(guī)劃時(shí)間Δt₂；

③自主避碰性能評(píng)估

在空曠水域內(nèi)設(shè)置無(wú)人艇起點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)，其直線(xiàn)距離為S₃，在起點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)連線(xiàn)中心處布置障礙物，障礙物上放置反射體；

將GPS或北斗布置在無(wú)人艇艙外相同位置處，錄取設(shè)備固定在艙內(nèi)，GPS或北斗與錄取設(shè)備連接，以10Hz頻率錄取經(jīng)緯度坐標(biāo)，無(wú)人艇從起點(diǎn)出發(fā)時(shí)刻記為t₃₁，到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)時(shí)刻記為t₃₂，航行過(guò)程中最高航速限定為V₃，從起點(diǎn)至目標(biāo)點(diǎn)的最短時(shí)間記t₃＝S₃/V₃，無(wú)人艇從起點(diǎn)至目標(biāo)點(diǎn)自主航行過(guò)程中，根據(jù)傳感器所探測(cè)的障礙物距離、方位，局部重新規(guī)劃路徑以自主避開(kāi)障礙物，記錄從起點(diǎn)至目標(biāo)點(diǎn)過(guò)程中無(wú)人艇軌跡坐標(biāo)；試驗(yàn)結(jié)束后，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，剔除軌跡坐標(biāo)中的奇異值，之后計(jì)算軌跡點(diǎn)總長(zhǎng)度ΔS₃，并記錄總規(guī)劃時(shí)間Δt₃；

(4)評(píng)估方法

采用以下無(wú)量綱公式分別評(píng)估自主路徑規(guī)劃性能Γ_{rou_plan}、自主路徑跟蹤性能Γ_{rou_trac}、自主避碰性能Γ_{anti_coll}：

${\mathrm{\Γ}}_{rou\_plan}={\mathrm{\σ}}_1\×\frac{{\mathrm{\ΔS}}_1}{S_1}+{\mathrm{\σ}}_2\×\frac{{\mathrm{\Δt}}_1}{t_1}---\left(1\right)$

${\mathrm{\Γ}}_{rou\_trac}={\mathrm{\σ}}_3\×\frac{\underset{k=1}{\overset{m}{\Σ}}\left|{\mathrm{\μ}}_k\right|}{S_2}+{\mathrm{\σ}}_4\×\frac{{\mathrm{\Δt}}_2}{t_2}---\left(2\right)$

${\mathrm{\Γ}}_{anti\_coll}={\mathrm{\σ}}_5\×\frac{{\mathrm{\ΔS}}_3}{S_3}+{\mathrm{\σ}}_6\×\frac{{\mathrm{\Δt}}_3}{t_3}---\left(3\right)$

其中，0≤σ₁,σ₃,σ₅≤1，0≤σ₂,σ₄,σ₆≤1，σ₁+σ₂＝1，σ₃+σ₄＝1，σ₅+σ₆＝1，，Δt₂＝t₂₂-t₂₁，Δt₃＝t₃₂-t₃₁。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人艇自主性能評(píng)估方法，其特征在于，每艘無(wú)人艇重復(fù)上述試驗(yàn)n次，n≥8，即自主路徑規(guī)劃、自主路徑跟蹤、自主避碰分別開(kāi)展n次，單次自主路徑規(guī)劃性能、單次自主路徑跟蹤性能、單次自主避碰性能分別記為i＝1,2,..,n，則最終的自主路徑規(guī)劃性能、自主路徑跟蹤性能、自主避碰性能計(jì)算公式分別如下：

${\mathrm{\Γ}}_{rou\_plan}^{end}=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{\Γ}}_{rou\_plan}^i---\left(4\right)$

${\mathrm{\Γ}}_{rou\_trac}^{end}=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{\Γ}}_{rou\_trac}^i---\left(5\right)$

${\mathrm{\Γ}}_{anti\_coll}^{end}=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{\Γ}}_{anti\_coll}^i---\left(6\right)$

無(wú)人艇自主性能Γ主要由自主路徑規(guī)劃性能、自主路徑跟蹤性能、自主避碰性能綜合決定，其計(jì)算公式如下：

$\mathrm{\Γ}={\mathrm{\ω}}_1\×{\mathrm{\Γ}}_{rou\_plan}^{end}+{\mathrm{\ω}}_2\×{\mathrm{\Γ}}_{rou\_trac}^{end}+{\mathrm{\ω}}_3\×{\mathrm{\Γ}}_{anti\_coll}^{end}---\left(7\right)$

其中，0≤ω₁,ω₂,ω₃≤1，ω₁+ω₂+ω₃＝1，ω₁,ω₂,ω₃根據(jù)實(shí)際情況而定；

通過(guò)比較Γ的大小來(lái)評(píng)估無(wú)人艇自主性能，Γ值越小，無(wú)人艇自主性能越好。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人艇自主性能評(píng)估方法，其特征在于，在自主路徑規(guī)劃性能評(píng)估中，式(1)中的參數(shù)作如下選擇σ₁≥0.9，σ₂≤0.1，t₁＝10。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人艇自主性能評(píng)估方法，其特征在于，在自主路徑跟蹤和自主避碰過(guò)程中，時(shí)間和精度同時(shí)考慮，各自的權(quán)重根據(jù)實(shí)際情況選擇，式(2)及式(3)中的參數(shù)選擇σ₃＝0.5，σ₄＝0.5，σ₅＝0.5，σ₆＝0.5。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)人艇自主性能評(píng)估方法，其特征在于，公式(7)中，選擇ω₁＝1/3，ω₂＝1/3，ω₃＝1/3。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人艇自主性能評(píng)估方法，其特征在于，所述步驟(2)中水域長(zhǎng)度至少5km，寬度至少500m。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人艇自主性能評(píng)估方法，其特征在于，自主避碰性能評(píng)估中，障礙物采用小船模擬，小船上放置反射體，小船通過(guò)拋錨或其它方式固定在湖底或海底，小船長(zhǎng)度和反射體大小、布置高低根據(jù)實(shí)際情況定。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人艇自主性能評(píng)估方法，其特征在于，自主避碰性能評(píng)估中，若無(wú)人艇軌跡進(jìn)入以障礙物中心為圓心、半徑為R的圓內(nèi)，則無(wú)人艇自主避碰失敗，其中R滿(mǎn)足：2R＝1.5倍障礙物長(zhǎng)度。