一种基于激光雷达的无人艇避障方法技术

本发明专利技术公开了一种基于激光雷达的无人艇避障方法，首先利用激光雷达采集周围环境障碍物点云数据，进行聚类处理，然后对获取的聚类结果进行计算，得到无人艇可安全通过的区域范围边界，然后通过安全通过角度集合、目标航向角和当前航向角来计算无人艇下一时刻的航向角，最后将计算所得的安全通过路径传递至无人艇控制部件，使无人艇按照路径规避障碍物，本发明专利技术科学合理，使用安全方便，通过对激光雷达数据进行聚类处理，大大简化了点云数据量，同时为安全通过角添加了安全偏移量，保证船身可安全通过，通过对无人艇当前航向角、目标航向角和当前可安全通过航向角三个量进行了划分，从而保证了无人艇在可达到目标点的情况下还可以避开障碍物。

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光雷达的无人艇避障方法
本专利技术涉及无人艇避障
，具体为一种基于激光雷达的无人艇避障方法。
技术介绍
水面无人艇是一种无人操作的水面舰艇，是一种以自主或遥控方式在水面航行的小型无人驾驶船舶，可由大型船舶携载到预定地后释放执行任务，也可自主航行至近海目标，主要用于执行危险和不适于有人船只执行的任务，一旦配备先进的控制系统、传感器系统、通信系统和武器系统后，可以执行多种战争和非战争军事任务。无人艇在水面行驶的过程中，需要对水面的一些障碍物进行避障处理，避免无人艇与障碍物之间发生碰撞导致无人艇损坏，传统的避障方式在使用时，虽然实现了对障碍物的避让，但是也导致无人艇的航线大大的增加，降低了无人艇作业的效率，所以，人们急需一种新型基于激光雷达的无人艇避障方法来解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于激光雷达的无人艇避障方法，可以有效解决上述
技术介绍
中提出的传统的避障方式在使用时，虽然实现了对障碍物的避让，但是也导致无人艇的航线大大的增加，降低了无人艇作业的效率的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于激光雷达的无人艇避障方法，包括如下步骤：S1、利用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于激光雷达的无人艇避障方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、利用激光雷达采集无人艇周围环境障碍物点云数据，并进行聚类处理；S2、对上述所获取聚类结果进行计算，得到无人艇可安全通过的区域范围的边界；S3、通过步骤S2所获取的安全通过角度集合Ang、无人艇目标航向角和无人艇当前航向角来计算无人艇下一时刻的航向角度；S4、将计算所得的安全通过路径传递至无人艇控制部件，使无人艇按照该路径安全规避障碍物。

【技术特征摘要】
1.一种基于激光雷达的无人艇避障方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、利用激光雷达采集无人艇周围环境障碍物点云数据，并进行聚类处理；S2、对上述所获取聚类结果进行计算，得到无人艇可安全通过的区域范围的边界；S3、通过步骤S2所获取的安全通过角度集合Ang、无人艇目标航向角和无人艇当前航向角来计算无人艇下一时刻的航向角度；S4、将计算所得的安全通过路径传递至无人艇控制部件，使无人艇按照该路径安全规避障碍物。2.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的无人艇避障方法，其特征在于：所述步骤S1中，激光雷达所获取的周围环境障碍物点云数据为Dθ，Dθ＝{Lθ|θ∈[0,360)}，其中Lθ表示在θ角方向上与障碍物之间的距离，激光雷达点云数据的聚类采用最近邻聚类方法，最近邻聚类方法将第一个点作为目标边缘的起始点，归入第一类中，从第二点开始一次与前一个点进行比较，若两个点的间距小于阈值，则这两个点属于同一类中，否则这个点不属于该类，此时新建类并将该点归入新建的类中，以此类推，最近邻聚类方法中采用动态阈值的方法来确定聚类条件，其计算方法为：其中thr代表阈值；a为比例系数；Δθ代表相邻两个数据间的角度差。3.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的无人艇避障方法，其特征在于：所述步骤S2中，通过激光雷达的聚类数据判定无人艇当前航向方向是否存在障碍物，当检测到障碍物时即可开始计算规避障碍物的安全通过角，通过步骤S1中的聚类结...

【专利技术属性】
技术研发人员：张保军，毕卫红，刘丰，周彤，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13