一种降低能耗的智能全电船路径规划方法技术

本发明专利技术公开一种降低能耗的智能全电船路径规划方法，包括：基于PRM算法构建智能全电船航行路线图；通过分析船舶在海流环境中的阻力模型，结合船舶实际参数，建立了全电船的能耗模型；根据构建的航行路线图和建立的能耗模型，采用本发明专利技术设计的能耗搜索算法得出一条能耗最优的路径。本发明专利技术得出一条更加经济环保和实际可行的路径,有效的提高了智能全电船的续航能力。

【技术实现步骤摘要】
一种降低能耗的智能全电船路径规划方法
本专利技术涉及船舶路径规划领域，特别是涉及一种降低能耗的智能全电船路径规划方法。
技术介绍
近年来，随着人工智能、自动化技术和导航技术的飞速发展。同时也加速了智能船的发展，智能船作为海上智能平台具有巨大的潜在运用价值，它可以用来执行很多任务，如科学研究、海上资源勘探、水质和海上气象监测、军事用途及其他领域。但与此同时，能源和环境也一直是世界各国关注的问题，智能全电船成为了缓解化石能源危机和环境污染的有效途径，与传统船舶相比，智能全电船在实现节能减排的同时，其操作性能也有很大提高。路径规划是智能船系统的重要组成部分，他标志着智能船自主航行的发展水平。路径规划算法的目的是为了获取一条安全、节能和时间最短的可行路径，为了获取一条节能的路径，目前，有很多路径规划的算法被运用到智能船的路径规划中，主要分为传统算法和智能算法两大类，传统算法中最具代表性的是人工势场法(APF)、禁忌搜索算法(TS)、模拟退火算法(SA)和模糊逻辑算法(FLA)。智能算法主要有：遗传算法、粒子群算法、神经网络算法和蚁群算法。但是在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低能耗的智能全电船路径规划方法，其特征在于，包括：/nS1、建立海流环境模型；/nS2、根据所述环境模型，利用PRM算法，构建路线图；/nS3、建立全电船在海流环境中的阻力模型，获取所述全电船的实际参数，结合所述阻力模型和所述实际参数而建立所述全电船的能耗模型；/nS4、获取海流的实际情况以及所述能耗模型，采用能耗搜索算法，获取所述能耗最小路径。/n

【技术特征摘要】
1.一种降低能耗的智能全电船路径规划方法，其特征在于，包括：
S1、建立海流环境模型；
S2、根据所述环境模型，利用PRM算法，构建路线图；
S3、建立全电船在海流环境中的阻力模型，获取所述全电船的实际参数，结合所述阻力模型和所述实际参数而建立所述全电船的能耗模型；
S4、获取海流的实际情况以及所述能耗模型，采用能耗搜索算法，获取所述能耗最小路径。


2.根据权利要求1所述的降低能耗的智能全电船路径规划方法，其特征在于，所述S1包括：
S11、建立二维变化的海流环境模型，所述环境模型的二维平面设定为xoy二维平面；
S12、在所述xoy二维平面里建立流场，并将所述xoy二维平面均分为多个栅格。


3.根据权利要求2所述的降低能耗的智能全电船路径规划方法，其特征在于，每一所述栅格为正方形，其边长设置为10km。


4.根据权利要求3所述的降低能耗的智能全电船路径规划方法，其特征在于，每一所述栅格内的海流状态相同设置，所述海流状态的流场设置生成为东西流向和南北蜿蜒的流函数。


5.根据权利要求1所述的降低能耗的智能全电船路径规划方法，其特征在于，所述S2包括：
S21、采用所述PRM算法将所述全电船的工作全局环境转化为离散空间；
S22、连接采样点生成多条起点到终点的路径而形成路线图；
S23、采用搜索算法，搜索所述路线图，获取一条从起点到目标点的可行路径。


6.根据权利要求5所述的降低能耗的智能全电船路径规划方法，其特征在于，所述S22包括：
S221、运用碰撞检测程序检测获取所述采样点的位置，若所述位置位于威胁体内，则舍弃；若所述位置位于自由空间内，则将对应的采样点加入到所述路线图中成为其中一个节点；
S222、连接对应的采样点与所述路线图中的节点；
S223、不断循环步骤S221和步骤S222，从而构建完成所述路线图。


7.根据权利要求5所述的降低能耗的智能全电船路径规划方法，其特征在于，所述PRM算法包括两个阶段，分别为所述路线图构建以及路径查询，所述路径图构建包括：
构造一个无向图的路径网络R＝(N,E)，其中，N为随机点集，E为任意两点之间的可能路径集；
随机撒点...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞万能，蒋仁炎，廖卫强，李素文，郑艳芳，
申请(专利权)人：集美大学，
类型：发明
国别省市：福建;35