具循跡功能智慧無人船導引系統研發及實作:適應模糊強健設計

此研究計畫將嘗試藉由整合:1.航行安全軌跡規劃，2.船身姿態穩定，及3.適應模糊強健導引律等技術來建構一款可讓無人船安全航行於充滿隨機擾動海洋環境並精確追蹤期望軌跡的導引系統。航行安全軌跡規劃功能主要藉衛星空拍照片、FAA*演算法與軌跡產生器的整合完成自動規劃智慧無人船航行過程的無碰撞期望軌跡，並建構期望軌跡對應的數學方程式回饋給本計畫開發之導引律使用。至於船身姿態穩定設計的主要目的在於控制智慧無人船受波浪影響下的姿態平衡以避免船體於航行過程中翻覆，而適應模糊強健導引律則是用在智慧無人船處於風，波浪及海流等海洋擾動的作用力與力矩下，仍能沿著期望軌跡精確的航行。本計畫團隊將嘗試以求解解析解的方式來處理此次智慧無人船導引與軌跡追蹤的問題。此解析解，如能於計畫執行過程中被解出，這將會是智慧無人船導引與軌跡追蹤研究領域的一大創舉。可預期的，此解析解因為是最簡單形式，故相較於傳統保守型強健導引律設計於控制架構上將會較節省計算量且實體導控系統實現的困難度也會低非常多。此計畫開發出的適應模糊強健導引系統將安裝於無人船上並進行實際海測。目前規劃測試地點在台南安平港。本計畫設計的智慧無人船將由台南安平港碼頭出發沿規劃軌跡航行再回到回來的出發地點。