一种确定水面无人艇路径的方法技术

本发明专利技术提供一种确定水面无人艇路径的方法,涉及船舶领域，特别是无人艇在执行指定区域内巡逻任务时，有可疑目标入侵，需要无人艇自主规划航路前去拦截，此时对无人艇的路径规划提出了短时约束的要求。无人艇在前期进行艇体的数据整理，形成性能数据库，在通过其他传感器对周围态势进行构建后，提出无人艇路径的边界条件等约束。构建的无人艇运动学模型可以对运动轨迹进行计算，对路径规划方程时间取最优解。再通过构建无人艇动力学模型，得到艇体控制参数与艇体运动轨迹的对应关系，再与运动学模型对接，可以得到艇体基于短时约束的控制参数与规划路径关系。无人艇可按照本发明专利技术的路径规划方法，通过调整艇体控制参数达到最快到达目标附近的目的。

A method to determine the path of surface unmanned boat

【技术实现步骤摘要】
一种确定水面无人艇路径的方法
本专利技术涉及水面无人艇自主路径规划能力，特别是在有障碍物的环境态势下，寻找满足一定评价标准的路径，使其从起点安全的到达目标指定点。
技术介绍
水面无人艇自主路径规划能力是评判无人艇性能的一项重要指标，即在有障碍物的环境态势下，寻找满足一定评价标准的路径，使其从起点安全的到达目标指定点，传统的路径规划方法是寻找能够遍历所覆盖区域的优解过程，且在制定航路过程中约定匀速航行。而无人艇由于其应用背景及应用场景的特殊性，会存在执行追击、拦截、驱离等高机动性、高时效性任务，需迅速自主控制航行到指定区域并可能会做出类人或超人极限驾驶动作，来更高质量的完成使命。无人艇的应用背景和历史使命等特点对无人艇的路径规划问题提出了更高的时间约束要求。现有技术中存在关于无人艇及无人飞行器有关路径规划的研究，具体现有技术方案有，针对无人艇全局路径规划问题，结合势场法结构简单、实时性良好和栅格法编码简便、易于实现的特点，设计了一种全局路径规划方法——势场动态栅格法。该方法将改进势场法与动态栅格法相结合，通过栅格动态细化的方式建立环境模型，应用改本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种确定水面无人艇路径的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n第一步，获取无人艇艇体运动参数；所述运动参数包括了艇的最大加速度、最小回转半径；/n第二步，将所述运动参数整理成无人艇艇体运动性能数据库；/n第三步，调用海图信息，结合所述艇体性能数据库，用于定义边界条件约束；/n第四步，构建无人艇艇体运动学模型，包含艇体航行时间、航行速度、回转半径、回转速降比、首向角速度、目标位置与速度、任务区域态势参数，用于表征艇体性能；/n第五步，基于所述无人艇艇体运动学模型，建立运动规划方程，/n建立无人艇路径规划方程，在短时约束条件下，获得基于短时约束的路径算法；通过构建的无人艇运动学模型，包含上述诸多...

【技术特征摘要】
1.一种确定水面无人艇路径的方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步，获取无人艇艇体运动参数；所述运动参数包括了艇的最大加速度、最小回转半径；
第二步，将所述运动参数整理成无人艇艇体运动性能数据库；
第三步，调用海图信息，结合所述艇体性能数据库，用于定义边界条件约束；
第四步，构建无人艇艇体运动学模型，包含艇体航行时间、航行速度、回转半径、回转速降比、首向角速度、目标位置与速度、任务区域态势参数，用于表征艇体性能；
第五步，基于所述无人艇艇体运动学模型，建立运动规划方程，
建立无人艇路径规划方程，在短时约束条件下，获得基于短时约束的路径算法；通过构建的无人艇运动学模型，包含上述诸多参数前提下，可建立无人艇路径规划方程，即
L＝Ф(a，t，v，r，θ，k)
L表示任务区域路径距离；
a表示艇体加速度参数；...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩玮，马向峰，骆福宇，赵欣，王千一，王伟，梁旭，郭晓晔，
申请(专利权)人：中国船舶工业系统工程研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11