一种基于轨迹单元的无人艇运动规划方法技术

本发明专利技术公开了一种基于轨迹单元的无人艇运动规划方法，该方法包括以下步骤：1)确定无人艇运动路径的起点和终点；2)确定无人艇所处的实时路径点和艏向角；3)根据无人艇所处的实时路径点和艏向角，以及无人艇运动的轨迹单元，求取可达路径点；4)对所有的可达路径点进行路径代价计算，获得下一个路径点位置和对应的艏向角；5)判断该路径点是否为运动路径的终点，若为终点，则输出最终路径，否则，将该路径点和对应的艏向角作为无人艇所处的实时路径点和艏向角，转入步骤2)。本发明专利技术方法建立了无人艇轨迹单元模型，并且提出了基于轨迹单元的无人艇运动规划算法，使得规划的路径在实际航行过程中更贴近实际的航行要求。

An Unmanned Vehicle Motion Planning Method Based on Trajectory Element

The invention discloses an unmanned vehicle motion planning method based on trajectory unit, which includes the following steps: 1) determining the starting point and end point of the unmanned vehicle motion path; 2) determining the real-time path point and heading angle of the unmanned vehicle; 3) according to the real-time path point and heading angle of the unmanned vehicle, and the trajectory of the unmanned vehicle motion. Unit to find the reachable path point; 4) Calculate the path cost for all the reachable path points, and obtain the position of the next path point and the corresponding heading angle; 5) Judge whether the path point is the end point of the moving path, and if it is the end point, output the final path; otherwise, take the path point and the corresponding heading angle as the unmanned ship's shelter. At the real-time path point and bow angle, turn to step 2. The method of the invention establishes the trajectory unit model of the unmanned aerial vehicle, and puts forward the motion planning algorithm of the unmanned aerial vehicle based on the trajectory unit, which makes the planned path more close to the actual navigation requirements in the actual navigation process.

【技术实现步骤摘要】
一种基于轨迹单元的无人艇运动规划方法
本专利技术涉及海事智能交通技术，尤其涉及一种基于轨迹单元的无人艇运动规划方法。
技术介绍
人工智能的发展与海洋资源的开发使得水面无人艇(USV)越来越多地承担起各种水上任务。而作为无人艇自主性的重要一部分，路径规划是能否完成各项水上任务的前提。但是由于无人艇可控程度较低、自由度较高，所以当其作为研究对象时，应从质点转变为欠驱动刚体来进行研究。相应地，其路径规划问题也应从路线规划转变为运动规划。与前者不同的是，运动规划不仅考虑了规划空间的约束，同时还对规划行为进行了详尽地讨论。而规划行为与研究对象的运动和动力学约束有关。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于轨迹单元的无人艇运动规划方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于轨迹单元的无人艇运动规划方法，包括以下步骤：1)确定无人艇运动路径的起点和终点；2)确定无人艇所处的实时路径点和艏向角；3)根据无人艇所处的实时路径点和艏向角，以及无人艇运动的轨迹单元，求取可达路径点；所述轨迹单元的生成方式如下：3.1)利用MMG模型对无人艇进行运动建模，获得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于轨迹单元的无人艇运动规划方法，其特征在于，包括以下步骤：1)确定无人艇运动路径的起点和终点；2)确定无人艇所处的实时路径点和艏向角；3)根据无人艇所处的实时路径点和艏向角，以及无人艇运动的轨迹单元，求取可达路径点；所述轨迹单元的生成方式如下：3.1)利用MMG模型对无人艇进行运动建模，获得无人艇的运动轨迹；3.2)采用无人艇轨迹离散化规则对无人艇的运动轨迹进行约束；包括以下离散化规则：规则一：在轨迹段初始和结束时刻，无人艇的运动状态稳定且保持一致；规则二：每段轨迹的转舵次数不超过一次；规则三：轨迹段所能达到的路径点和所能改变的艏向一一映射；规则四：所有轨迹段的轮廓形状为方格或基于方...

【技术特征摘要】
1.一种基于轨迹单元的无人艇运动规划方法，其特征在于，包括以下步骤：1)确定无人艇运动路径的起点和终点；2)确定无人艇所处的实时路径点和艏向角；3)根据无人艇所处的实时路径点和艏向角，以及无人艇运动的轨迹单元，求取可达路径点；所述轨迹单元的生成方式如下：3.1)利用MMG模型对无人艇进行运动建模，获得无人艇的运动轨迹；3.2)采用无人艇轨迹离散化规则对无人艇的运动轨迹进行约束；包括以下离散化规则：规则一：在轨迹段初始和结束时刻，无人艇的运动状态稳定且保持一致；规则二：每段轨迹的转舵次数不超过一次；规则三：轨迹段所能达到的路径点和所能改变的艏向一一映射；规则四：所有轨迹段的轮廓形状为方格或基于方格，以适应栅格地图；3.3)根据步骤3.1)和3.2)完成轨迹单元的建模过程，并建立轨迹单元集；4)对所有的可达路径点进行路径代价计算，获得下一个路径点位置和对应的艏向角；5)判断该路径点是否为运动路径的终点，若为终点，则输出最终路径，否则，将该路径...

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