一种融合海流模型的水下FM2*路径规划方法技术

本发明专利技术公开了一种融合海流模型的水下FM2*路径规划方法，首先，将每个障碍物视为波源，计算栅格T值，融合到达目标的成本计算T*值，用FMM方法对AUV进行初步的路径规划，使AUV能够找到一条路径到达目标；并且在安全距离外采用最大速度以提高AUV执行任务效率；其次参考海流模型，在航行起点调整AUV转向，使其转到期望路径方向；最后在航行过程中不断对AUV姿态进行实时调整，确保在海流影响下AUV依然能够按照期望的路线行驶。本发明专利技术能够实现安全避障，生成一条平滑适合实际航行的时间最短路径，消除海流负面影响，并利用海流，实时性更好，航行效率更高。

【技术实现步骤摘要】
一种融合海流模型的水下FM2*路径规划方法
本专利技术涉及一种路径规划方法，特别是一种融合海流模型的水下FM2*路径规划方法。
技术介绍
对于自主式水下潜器(AUV，AutonomousUnderwaterVehicle)的路径规划，现已有许多方法。Dijkstra和A*算法已得到了广泛的应用，但是这两者规划的路径往往是不平滑的，不适合于实际的航行。另外，人工势场法也是应用较多的一种算法，但是人工势场法可能存在局部最小值，当路径规划中陷入局部最小值，则无法找出一条可行的路径。以上的方法往往是规划一条距离接近最优的路径，而不是时间接近最优的路径，而在实际航行中，尤其是AUV捕获目标时，需要规划一条时间最优的路径。在地图中只要存在一条路径，则快速行进法(FMM，FastMarchingMethod)一定能够找到它，且FMM方法生成的路径平滑，能够符合实际航行需要。然而FMM方法规划的路径可能会过于靠近障碍物，使AUV在航行过程中可能产生碰撞危险，而为了避障，AUV减速又可能导致时间不是最短。此外，AUV在水下的航行极易受海流影响，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种融合海流模型的水下FM2*路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)将每个障碍物视为波源，根据Eikonal方程计算栅格T值；/n(2)计算栅格T*值，并根据T*对栅格排序；/n(3)在安全距离外的点全部采用最大允许速度，直到到达终点；/n(4)在行进过程中，融合海流模型，实时调整AUV航向。/n

【技术特征摘要】
1.一种融合海流模型的水下FM2*路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将每个障碍物视为波源，根据Eikonal方程计算栅格T值；
(2)计算栅格T*值，并根据T*对栅格排序；
(3)在安全距离外的点全部采用最大允许速度，直到到达终点；
(4)在行进过程中，融合海流模型，实时调整AUV航向。


2.根据权利要求1所述的一种融合海流模型的水下FM2*路径规划方法，其特征在于，所述步骤(1)通过以下公式实现：
1＝F(x)|▽T(x)|(1)
其中，计算波界面到达x位置所需的时间T，波源处T＝0，此处自由空间F(x)＝1，障碍物处F(x)＝0，则距离障碍物越远，T值越大。


3.根据权利要求1所述的一种融合海流模型的水下FM2*路径规划方法，其特征在于，所述步骤(2)包括以下步骤：
(21)计算最佳成本T*的值：



其中，D为当前栅格到目标的笛卡尔距离，vm为最大允许速度；
(22)根据T*对栅格排序，每次选择T*较小的栅格作为下一步的行进位置，初步规划出航行路径。


4.根据权利要求1所述的一种融合海流模型的水下FM2*路径规划方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄浩乾，沈寒伊，金元锋，唐家成，王超，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32