基于动态窗口法的船舶航线规划方法技术

本申请提供了一种基于动态窗口法的船舶航线规划方法，包括步骤：获取船舶初始位置和船舶运动参数、障碍物初始位置、障碍物运动参数和目的地位置；建立船舶运动学模型，并根据船舶初始位置和船舶运动参数、障碍物初始位置、障碍物运动参数和目的地位置确定船舶运动学模型的评价函数；确定速度采样空间，使用动态窗口法在速度采样空间根据评价函数寻优得到当前运动最优路径；判断当前运动最优路径是否到达目的地位置；若当前运动最优路径到达目的地位置，根据当前运动最优路径绘制从船舶初始位置到目的地位置的动态避障轨迹图。本发明专利技术的船舶航线规划模型既保证了航行安全，又提升了航行的经济性和高效性，具有非常好的实用价值。值。值。

【技术实现步骤摘要】
基于动态窗口法的船舶航线规划方法


[0001]本专利技术涉及船舶航海安全中航线规划
，具体涉及一种基于动态窗口法的船舶航线规划方法。

技术介绍

[0002][0003]船舶航行过程中，需要实时制定出安全、高效的航线，这也是船舶出海执行任务的基础。随着数字海洋技术的快速发展，智能化的海上船舶航行不再局限于原有的固定航线。在海警的应急搜救工作中，快速制定最短航线更加紧迫。而在国防领域航行环境更加复杂，它要求航海人员规划出合理的航线线路，以便准确、安全、隐蔽、及时地完成上级分配的航行任务，为更好地打赢现代化战争创造条件。在复杂的海洋环境与天气条件下，快速有效地为船舶规划出一条经济性、安全性能高的航线，对贸易航运与军事任务都有着重大的意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提供一种基于动态窗口法的船舶航线规划方法，能够在复杂的海洋环境与天气条件下，快速有效地为船舶规划出一条经济性、安全性能高的航线，保证了航行安全，又提升了航行的经济性和高效性。
[0005]为达到上述技术目的，第一方面，本专本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于动态窗口法的船舶航线规划方法，其特征在于，包括以下步骤：获取船舶初始位置和船舶运动参数、障碍物初始位置、障碍物运动参数和目的地位置；建立船舶运动学模型，并根据所述船舶初始位置和船舶运动参数、障碍物初始位置、障碍物运动参数和目的地位置确定所述船舶运动学模型的评价函数；确定速度采样空间，使用动态窗口法在所述速度采样空间根据所述评价函数寻优得到当前运动最优路径；判断所述当前运动最优路径是否到达所述目的地位置；若所述当前运动最优路径到达所述目的地位置，根据所述当前运动最优路径绘制从所述船舶初始位置到所述目的地位置的动态避障轨迹图。2.根据权利要求1所述的基于动态窗口法的船舶航线规划方法，其特征在于，在所述判断所述当前运动最优路径是否到达所述目的地位置之后，包括步骤：若所述当前运动最优路径未到达所述目的地位置，判断当前使用动态窗口法寻优次数是否达到预设值；若当前使用动态窗口法寻优次数未达到预设值，再次使用动态窗口法在所述速度采样空间根据所述评价函数寻优得到当前运动最优路径。3.根据权利要求2所述的基于动态窗口法的船舶航线规划方法，其特征在于，在所述判断当前使用动态窗口法寻优次数是否达到预设值之后，包括步骤：若当前使用动态窗口法寻优次数达到预设值，输出未找到最优路径。4.根据权利要求1所述的基于动态窗口法的船舶航线规划方法，其特征在于，所述船舶运动参数包括：船舶初始速度、船舶加速度和船舶航向；所述障碍物运动参数包括：障碍物初始速度、障碍物加速度和障碍物方向。5.根据权利要求1所述的基于动态窗口法的船舶航线规划方法，其特征在于，所述确定所述船舶运动学模型的评价函数，包括步骤：根据所述船舶初始位置和船舶运动参数、障碍物初始位置、障碍物运动参数和目的地位置，计算得到船舶达到模拟轨迹末端的航向与目标之间的夹角、船舶在当前轨迹上与最近的障碍物之间的距离和船舶当前轨迹的速度值；根据所述船舶达到模拟轨迹末端的航向与目标之间的夹角、船舶在当前轨迹上与最近的障碍物之间的距离、船舶当前轨迹的速度值、第一权值参数、第二权值参数和第三权值参数计算得到所述评价函数。6.根据权利要求5所述的基于动态窗口法的船舶航线规划方法，其特征在于，所述型评价函数确定为：G(v，ω)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华军，占宇，苏义鑫，张丹红，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：