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随着社会经济持续发展，部分水域内船舶密度日益增大，水上交通环境日趋复杂，船舶航行安全问题愈加突出。水上多物标复杂环境中科学、合理的路径规划，有助于降低船舶碰撞事故的发生。此外，在船舶智能化发展中，自主航行是其核心内容之一，而船舶动态避碰路径规划是实现自主航行的关键。以船舶速度矢量变化与避碰效果之间的变化规律（避碰机理）为切入点，开展动态避碰路径规划研究，对最终实现船舶自主航行，提高智能化水平和降低水上交通事故发生率具有重要的理论与实际意义。
本文的主要研究工作如下：
（1）研究了船舶动态避碰机理，确定符合船舶操纵运动控制的改向区间与路径集。以速度障碍理论为基础，结合船舶领域模型，MMG(Maneuvering Model Group)船舶运动数学模型和模糊自适应PID(Proportion Integration Differentiation)航向控制，建立符合船舶操纵运动控制的速度障碍模型，刻画船舶动态避碰机理，从而确定改向区间。
（2）符合避碰规则的避碰决策支持模型。通过解析《1972年国际海上避碰规则》（简称《避碰规则》）和良好船艺，结合船舶运动控制，识别船舶会遇局面种类，计算碰撞危险形成点和最晚施舵点；从时间与空间两方面建立船舶碰撞危险度模型；确定符合《避碰规则》的改向区间，闭环生成避碰决策方案。
（3）适用于海上多物标环境的动态避碰路径规划模型。构建多层Morphin自适应搜索树，提高可行空间利用率和路径搜索灵活性；结合船舶动态避碰机理和避碰决策支持模型，约束搜索弧线长度、方向，实现搜索树层数与搜索弧线长度的自适应调整；在保证安全的前提下，以多个评价指标规划局部环境中的最优避碰路径。
（4）仿真验证。设计多物标环境中船舶动态避碰路径规划模型及各子模块的仿真实验，验证模型有效性、可行性与适用性。结果表明，在动、静态物标并存的多物标环境中，所提出模型和方法，可实现符合船舶操纵运动控制和《避碰规则》的路径规划。
创新点：结合MMG、模糊自适应PID控制、速度障碍、船舶领域等模型，建立了一种基于船舶操纵运动控制的速度障碍模型，刻画船舶动态避碰机理。实现了多物标时变环境中，面向船舶自主航行的动态避碰路径规划方法。
提出的船舶动态避碰路径规划模型符合航海避碰实践、船舶动态避碰机理和《避碰规则》，可在多物标时变环境中为船舶自主航行提供理论基础、技术支持与系统解决方案。
本文的主要研究工作如下：
（1）研究了船舶动态避碰机理，确定符合船舶操纵运动控制的改向区间与路径集。以速度障碍理论为基础，结合船舶领域模型，MMG(Maneuvering Model Group)船舶运动数学模型和模糊自适应PID(Proportion Integration Differentiation)航向控制，建立符合船舶操纵运动控制的速度障碍模型，刻画船舶动态避碰机理，从而确定改向区间。
（2）符合避碰规则的避碰决策支持模型。通过解析《1972年国际海上避碰规则》（简称《避碰规则》）和良好船艺，结合船舶运动控制，识别船舶会遇局面种类，计算碰撞危险形成点和最晚施舵点；从时间与空间两方面建立船舶碰撞危险度模型；确定符合《避碰规则》的改向区间，闭环生成避碰决策方案。
（3）适用于海上多物标环境的动态避碰路径规划模型。构建多层Morphin自适应搜索树，提高可行空间利用率和路径搜索灵活性；结合船舶动态避碰机理和避碰决策支持模型，约束搜索弧线长度、方向，实现搜索树层数与搜索弧线长度的自适应调整；在保证安全的前提下，以多个评价指标规划局部环境中的最优避碰路径。
（4）仿真验证。设计多物标环境中船舶动态避碰路径规划模型及各子模块的仿真实验，验证模型有效性、可行性与适用性。结果表明，在动、静态物标并存的多物标环境中，所提出模型和方法，可实现符合船舶操纵运动控制和《避碰规则》的路径规划。
创新点：结合MMG、模糊自适应PID控制、速度障碍、船舶领域等模型，建立了一种基于船舶操纵运动控制的速度障碍模型，刻画船舶动态避碰机理。实现了多物标时变环境中，面向船舶自主航行的动态避碰路径规划方法。
提出的船舶动态避碰路径规划模型符合航海避碰实践、船舶动态避碰机理和《避碰规则》，可在多物标时变环境中为船舶自主航行提供理论基础、技术支持与系统解决方案。