一种基于船舶角速度限制的路径规划方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于船舶角速度限制的路径规划方法，包括：针对船舶在预先设定的区域中的路径规划过程中，基于船舶的起点、船舶的终点、船舶的起点与船舶的终点之间的可行节点以及所述预先设定的区域的具有m行乘以n列的网格地图，获取船舶航行的第一节点，并将所述船舶航行的第一节点作为船舶的路径节点；根据船舶的路径节点以及船舶的航速以及船舶的起点与船舶的终点之间的可行节点，获取船舶航行的第二节点；判断所述船舶航行的第二节点是否满足预先设定的第一条件，根据判断结果确定新的路径节点；按生成顺序将所述多个船舶的路径节点组成船舶的行驶路径。

【技术实现步骤摘要】
一种基于船舶角速度限制的路径规划方法和装置
本专利技术涉及路径规划
，尤其涉及一种基于船舶角速度限制的路径规划方法和装置。
技术介绍
目前，现有的船舶路径规划算法均为基于位置信息的规划，没有考虑船舶的转向能力，规划的只是从起始港到目的港的无碰撞最短路径。但是，在实际应用当中受到船舶形状及机动性的限制，船舶在航行过程中的转向需要设定最小转弯半径，因此，船舶转弯过程中的最大角速率受到限制。而且，现有的路径规划算法是在得到规划路径以后，再通过贝塞尔曲线、插值法、去除无效拐点等方式对路径进行平滑处理，尽量避免出现较大转向角的情况，但是这样算法的执行效率受并不高，通过贝塞尔曲线、插值法、去除无效拐点等方式对路径进行平滑处理后也还会出现船舶转弯过程中的的角速度过大，从而引起船舶不稳定的现象。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题鉴于现有技术的上述缺点、不足，本专利技术提供一种基于船舶角速度限制的路径规划方法，其解决了现有技术中规划的船舶路径没有考虑船舶转弯过程中的的角速度，从而引起船舶不稳定的技术问题。(二)技术方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于船舶角速度限制的路径规划方法，其特征在于，包括：/nS1、针对船舶在预先设定的区域中的路径规划过程中，基于船舶的起点、船舶的终点、船舶的起点与船舶的终点之间的可行节点以及所述预先设定的区域的具有m行乘以n列的网格地图，获取船舶航行的第一节点，并将所述船舶航行的第一节点作为船舶的路径节点；/n所述可行节点为：在所述预先设定的区域的网格地图中除船舶的起点外，船舶能够达到船舶的起点和船舶的终点的网格的中心点；/n所述船舶航行的第一节点为：在所述预先设定的区域的网格地图中船舶的起点的16邻域中F值最小的可行节点；/nS2、根据船舶的路径节点以及船舶的航速以及船舶的起点与船舶的终点之间的可行...

【技术特征摘要】
1.一种基于船舶角速度限制的路径规划方法，其特征在于，包括：
S1、针对船舶在预先设定的区域中的路径规划过程中，基于船舶的起点、船舶的终点、船舶的起点与船舶的终点之间的可行节点以及所述预先设定的区域的具有m行乘以n列的网格地图，获取船舶航行的第一节点，并将所述船舶航行的第一节点作为船舶的路径节点；
所述可行节点为：在所述预先设定的区域的网格地图中除船舶的起点外，船舶能够达到船舶的起点和船舶的终点的网格的中心点；
所述船舶航行的第一节点为：在所述预先设定的区域的网格地图中船舶的起点的16邻域中F值最小的可行节点；
S2、根据船舶的路径节点以及船舶的航速以及船舶的起点与船舶的终点之间的可行节点，获取船舶航行的第二节点；
所述船舶航行的第二节点为：船舶的路径节点的16邻域中F值最小的可行节点，其中可行节点的F值为可行节点到起点的路径耗费与可行节点到终点的路径耗费的总值；
S3、判断所述船舶航行的第二节点是否满足预先设定的第一条件，根据判断结果确定新的路径节点；
S4、按路径节点的生成顺序将所述多个船舶的路径节点组成船舶的行驶路径。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中所述根据判断结果确定新的路径节点，具体包括：
若判断结果为所述船舶航行的第二节点满足预先设定的第一条件，则将所述船舶的第二节点作为新的船舶的路径节点；
若判断结果为所述船舶航行的第二节点不满足预先设定的第一条件，则将所述第二节点从船舶的起点与船舶的终点之间的可行节点中删除，并重复步骤S2和步骤S3，直至船舶的第二节点满足预先设定的第一条件，并将所述满足预先设定的第一条件的船舶的第二节点作为新的船舶的路径节点；
其中，所述第一条件为：船舶在第二节点的角速度ω小于针对所述第二节点预先设定的第一角速度；
所述第一角速度为：第二节点所对应的船舶的航速下所支持的船舶的最大的角速度ωmax；
所述船舶在第二节点的角速度ω为基于所述第二节点以及所述第二节点相邻的上一路径节点和预先设定的船舶的航速得到。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S3中所述船舶在第二节点的角速度ω由公式(1)计算得到；
公式(1)为：



其中，
其中，d(neighbor，s)表示neighbor和s之间的欧式距离；其中，neighbor为船舶第二节点，s为neighbor的相邻的上一路径节点，xneighbor和yneighbor为neighbor的经纬度坐标，xs和ys为s的经纬度坐标，v表示船舶的航速，θs表示路径节点与相邻的路径节点的角度或路径节点与相邻的船舶的起点的角度；θneighbor表示船舶第二节点与相邻的路径节点间的角度。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S1之前还包括：
S·0、根据所述预先设定的区域的电子海图，获取船舶的可行区域和不可行区域；
所述可行区域中没有障碍物；
所述不可行区域中具有障碍物；
S·1、根据所述船舶的可行区域、不可行区域以及预先设定的船舶的初始起点和船舶的初始终点，确定船舶的起点、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓原，夏媛媛，姜雨函，高杰，柴垒，孙正濮，朱慎超，
申请(专利权)人：智慧航海青岛智能系统工程有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37