一种基于拓扑地图的无人艇路径搜索系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于拓扑地图的无人艇路径搜索系统及方法，该方法包括以下步骤：S1、获取无人艇搜索区域内的外界信息，包括起点、终点的位置数据、障碍物个数和障碍物边点集，根据外界信息进行路径信息分析，通过路径信息分析的结果构建无人艇航行的拓扑关系，根据拓扑关系建立空间拓扑地图；S2、根据建立的空间拓扑地图，基于Dijskra算法以及无人艇航行条件进行最优路径选择，求解得到最优路径后，根据该最优路径对无人艇进行航迹控制。本发明专利技术在满足无人艇实际航行要求的最优路径情况下，能降低算法复杂度，同时也能避免路径搜索陷入局部最优的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于拓扑地图的无人艇路径搜索系统及方法
本专利技术涉及海事智能交通领域，尤其涉及一种基于拓扑地图的无人艇路径搜索系统及方法。
技术介绍
近年来，随着海洋科学技术的发展，无人艇已成为一个重要的研究热点。无人驾驶克服了驾驶人员疲劳和情绪多变等缺点，能够在危险区域工作和执行各种海洋任务，如海洋采样、搜索与救援。此外，还能够用于目标跟踪、监视、侦察、扫雷和反潜等军事目的。在无人艇的发展过程中，路径搜索是其中的关键技术之一。旅行商问题(TravelSalesmanProblem,TSP)、各种车辆路径搜索(VehicleRoutingProblem,VRP)、基于道路网的路径搜索、电子地图GPS导航路径搜索、路由问题等都是典型的路径搜索问题。对于无人艇、无人车和机器人等，路径搜索算法也有广泛的应用，具有巨大的市场和研究价值。在无人艇的应用方面，路径搜索方法决定着无人艇航行的效率，同时也决定着无人艇的自动化程度与可靠性。陈佳用蚁群算法对Dijkstra算法寻找到的最短路径进行优化，使无人驾驶救助船得到一条更优的无碰撞路径，进而完成搜救任务；ShaorongXie等对于复杂环境下USV巡航问题本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于拓扑地图的无人艇路径搜索系统，其特征在于，包括外界信息获取模块、控制模块和决策模块；其中：外界信息获取模块包括GPS、雷达和摄像头传感器，用于获取外界信息，包括无人艇搜索区域内的起点、终点位置数据、障碍物个数和障碍物边点集；决策模块为无人艇电脑终端，用于根据外界信息进行路径信息分析，通过路径信息分析的结果构建无人艇航行的拓扑关系，根据拓扑关系建立空间拓扑地图；并进行最优路径选择，将得到的最优搜索路径传递给控制模块；控制模块包括控制模块包括艏向控制器、艏摇角速度控制器、路径跟踪控制器，用于根据决策模块提供的最优搜索路径，对无人艇进行航迹控制。

【技术特征摘要】
1.一种基于拓扑地图的无人艇路径搜索系统，其特征在于，包括外界信息获取模块、控制模块和决策模块；其中：外界信息获取模块包括GPS、雷达和摄像头传感器，用于获取外界信息，包括无人艇搜索区域内的起点、终点位置数据、障碍物个数和障碍物边点集；决策模块为无人艇电脑终端，用于根据外界信息进行路径信息分析，通过路径信息分析的结果构建无人艇航行的拓扑关系，根据拓扑关系建立空间拓扑地图；并进行最优路径选择，将得到的最优搜索路径传递给控制模块；控制模块包括控制模块包括艏向控制器、艏摇角速度控制器、路径跟踪控制器，用于根据决策模块提供的最优搜索路径，对无人艇进行航迹控制。2.一种采样权利要求1所述的基于拓扑地图的无人艇路径搜索系统的搜索方法，其特征在于,包括以下步骤：S1、获取无人艇搜索区域内的外界信息，包括起点、终点的位置数据、障碍物个数和障碍物边点集，根据外界信息进行路径信息分析，通过路径信息分析的结果构建无人艇航行的拓扑关系，根据拓扑关系建立空间拓扑地图；S2、根据建立的空间拓扑地图，基于Dijskra算法以及无人艇航行条件进行最优路径选择，求解得到最优路径后，根据该最优路径对无人艇进行航迹控制。3.根据权利要求2所述的基于拓扑地图的无人艇路径搜索方法，其特征在于，步骤S1中路径信息分析的方法具体为：首先，进行拓扑关系谓词分析，包括拓扑关系的四交模型和九...

【专利技术属性】
技术研发人员：周春辉，顾尚定，文元桥，肖长诗，杜哲，何帆，陈芊芊，张奇，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42