一种小型无人船路径规划方法技术

本发明专利技术涉及船舶自动控制及导航技术领域，提供一种小型无人船路径规划方法，包括以下步骤：S1：初始化环境信息，确定小型无人船的起始点位置、目标点位置及环境中的障碍物的信息；S2：确定小型无人船相对于当前位置的下一位置，将下一位置重新设置为当前位置；S3：判断当前位置是否为目标点位置，如是则结束路径规划，如否，则跳转到步骤S4；S4：判断当前位置是否为局部极小值位置，如否，则跳转到步骤S2，如是，则跳转到步骤S5；S5：规划小型无人船脱离局部极小值位置的路径，在小型无人船脱离局部极小值位置后跳转到步骤S2。本发明专利技术提供的方法能够有效地解决目标不可达问题，并能够使小型无人船更快地脱离局部极小值位置。人船更快地脱离局部极小值位置。人船更快地脱离局部极小值位置。

【技术实现步骤摘要】
一种小型无人船路径规划方法


[0001]本申请涉及船舶自动控制及导航
，具体地，涉及一种基于改进的人工势场法的小型无人船路径规划方法。

技术介绍

[0002]小型无人船（Unmanned Surface Vehicle，简称USV）因其机动性高、模块化和智能化等优势，在海洋及湖泊、河道的水面调查任务中得到广泛的利用。USV的性能主要取决于其自主导航也就是其路径规划的能力。
[0003]目前针对包括USV在内的运动物体的常用路径规划算法主要有：Dijkstra算法、A*算法（也称作A Star算法）、人工势场法、神经网络算法、栅格法、遗传算法以及上述算法的改进算法与融合算法。其中，人工势场法（Artificial Potential Field，简称APF）作为一种局部规划算法具有模型结构简单、计算冗余量小、实时性强等优点而得到广泛的研究与应用。该方法的核心思想是假设运动物体向目标点运动的过程中，其运动空间是二维的，通过在运动物体的规划运动范围内构建人工势场(该势场为人为构造的虚拟势场)，目标点对于运动物体产生全局的引力作用(即由人本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小型无人船路径规划方法，基于改进的人工势场法对小型无人船进行路径规划，其特征在于，包括以下步骤：S1：初始化环境信息，确定所述小型无人船的起始点位置、目标点位置及环境中的障碍物的信息，所述障碍物的信息包括障碍物的位置和障碍物的最大作用范围；S2：基于改进的人工势场法确定所述小型无人船相对于当前位置的下一位置，将所述下一位置重新设置为当前位置；S3：判断所述当前位置是否为目标点位置，如判断结果为是，则结束路径规划，如判断结果为否，则跳转到步骤S4；S4：判断所述当前位置是否为局部极小值位置，如判断结果为否，则跳转到步骤S2，如判断结果为是，则跳转到步骤S5；S5：规划所述小型无人船脱离所述局部极小值位置的路径，在所述小型无人船脱离所述局部极小值位置后跳转到步骤S2。2.如权利要求1所述的小型无人船路径规划方法，其特征在于：所述步骤S2中基于改进的人工势场法确定所述小型无人船相对于当前位置的下一位置，进一步包括以下步骤：根据所述当前位置和所述目标点位置确定所述小型无人船受到所述目标点的引力；根据所述当前位置、所述障碍物的信息和所述目标点位置确定所述小型无人船受到所述障碍物的斥力；根据所述当前位置、所述引力和所述斥力确定所述下一位置。3.如权利要求2所述的小型无人船路径规划方法，其特征在于：所述斥力随所述当前位置与所述目标点位置之间距离的减小而减小。4.如权利要求2所述的小型无人船路径规划方法，其特征在于：所述斥力包括由所述障碍物指向所述当前位置的分量和由所述当前位置指向所述目标点位置的分量。5.如权利要求4所述的小型无人船路径规划方法，其特征在于：所述引力由下式(1)确定：
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(1)其中，为所述当前位置，为所述引力，为所述目标点位置，为引力势场正比例增益系数；所述斥力由下式(2)确定：
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(2)其中，为所述斥力，为所述障碍物的位置，为所述当前位置与所述障碍物的位置之间的距离，为所述障碍物的最大作用范围，为由所述障碍物的位置指向所述当前位置的分量，为由所述当前位置指向所...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗宇，张杰，施剑，宋熙昭，崔行宇，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：