本小节中将给出仿真结果，用以展示在实际海洋环境中自主导航的USV编队的表现情况，该仿真的主要目的是验证路径规划算法能否成功地避免碰撞。为保证路径的平滑性和安全性，这里采用了FMS路径规划算法。模拟环境中包含许多静态和动态障碍物，动态障碍物（或移动的船只）被在模拟环境中以多种方式运动，即移动的船只可以改变其速度的方向和大小。因此为了避免碰撞，需要对算法效率提出更高的要求。
在仿真过程中，假设在编队中使用相同的USV。队首USV的速度被设定为常数，便于其他USV跟踪，但也可以根据它们在队伍中的位置实时更改速度。例如，当跟踪者已经处于编队中的期望位置时，需要它与队首USV保持速度一致，如果跟踪者的当前位置偏离期望位置，则跟踪者可以选择加速赶上或减速等待。
本节中使用的仿真区域是从朴次茅斯港附近的实际环境中提取的（如图6.11所示），这是一个大型天然水域，也是英国最繁忙的港口之一。为了便于算法搜索路线，这块2.5 km×2.5 km的区域被转换为一个500像素×500像素的二进制地图。仿真包括三条目标船，并且TS1和TS3在仿真期间是可变速的。具体目标船的配置见表6.6。
表6.6 USV编队航行的仿真参数
根据结果，在初始阶段（图6.11a～图6.11d），可以先对三条目标船的动态行为进行建模，因为他们同此前时刻相比具有相同的速度，船舶领域和防撞区域。
然而，在时间节点14处（图6.11e所示），TS3首先改变其速度，速度增加到21 kn，航向调整到270°（0默认为x轴方向）。从图6.11f可以看出，该算法能够快速识别这种速度变化，并能够根据新的速度生成新的船舶领域和防撞区域。当TS1在时间节点15改变其速度时，遵循相同的程序。如图6.11h所示，由于TS1的速度已经降低，其船舶领域和防撞区域从半椭圆形变化为圆形。(www.xing528.com)
图6.11 利用全动态船舶在朴次茅斯港附近进行模拟的编队运动序列和相应的势场地图
a和b的时间节点为2；c和d的时间节点为10；e和f的时间节点为14；g和h的时间节点为15；i和j的时间节点为19；k和l的时间节点为31；m和n的时间节点为46；o和p的时间节点为64。
还应注意，因为算法可以识别每条TS的速度变化，所以在该仿真中可以始终保持避免与这些TS的冲突。如图6.11i～图6.11p所示，USV编队可以通过保持安全距离来远离TS。图6.12所示的算法评估结果可以进一步证明这种能力。图6.12a绘制了USV编队的总体轨迹。可以观察到，每条轨迹都会远离所有静态障碍物，意味着不会发生碰撞。在移动障碍物避免方面，如图6.12b所示，TS与编队中每条USV之间的距离都在0像素以上，在整个仿真过程中船与船距离的最小值约为6个像素，约等于真实环境中的30 m，这个距离足以避免碰撞。
图6.12 使用全动态船舶的仿真结果
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