一种无人艇全局路径规划方法技术

本发明专利技术涉及无人艇技术领域，公开了一种无人艇全局路径规划方法，基于APF算法的思想，在Lazy Theta*算法的代价函数中引入局部障碍斥力项和偏流角度、增加路径安全距离检查和偏流角度检查的视线检查以及对路径折角进行平滑优化处理。本发明专利技术的有益效果为能够避开障碍较多的危险区域，选择障碍较少的区域进行路径规划，降低了发生触礁等危险事故的可能性，加强避障能力，提高了航行的安全性。提高了航行的安全性。提高了航行的安全性。

【技术实现步骤摘要】
list中g(x
′
)+c(x,x')最小的点为当前节点x的父节点；x'表示当前节点x的拓展点，g(x
′
)+c(x,x')表示起始点到拓展点的路径代价加当前节点到拓展点的路径代价；
[0011]步骤四：若所述视线存在，遍历所述当前节点x的领域，计算领域拓展节点x'的g(x')，g(x')表示当前节点x的拓展点的g值，即表示起始点到该拓展点的路径代价；
[0012]步骤五：重复所述步骤四直到算法结束，根据每个节点间的父子关系形成一条规划路径。
[0013]进一步地，所述步骤一中局部障碍斥力的计算公式为：
[0014][0015]偏流角度的计算公式为：
[0016][0017]Δθ(x)＝θ
yaw
(x)
‑
θ
stream
(x)
[0018]其中，θ(x)表示偏流角度项代价，Δθ(x)表示当前位置路径方向与水流方向夹角，θ
yaw
(x)表示当前位置路径方向角，θ
stream
(x)表示当前位置水流流向角；ρ(x,x本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人艇全局路径规划方法，其特征在于：基于代价评估函数，引入局部障碍斥力项和偏流角度得到优化代价函数，计算各个拓展点的代价值，选取代价值最低的拓展点作为路径的下一节点，包括以下步骤：步骤一：设置了2个数据集合：open list和closed list；初始化open list和closed list，将起点S放入open list中；步骤二：对当前节点x和其父节点p(x)进行视线检查，从而判断视线是否存在；步骤三：若所述视线不存在，将当前节点x放入closed list，则选择领域closed list中g(x
′
)+c(x,x')最小的点为当前节点x的父节点；x'表示当前节点x的拓展点，g(x
′
)+c(x,x')表示起始点到拓展点的路径代价加当前节点到拓展点的路径代价；步骤四：若所述视线存在，遍历所述当前节点x的领域，计算领域拓展节点x'的g(x')，g(x')表示当前节点x的拓展点的g值，即表示起始点到该拓展点的路径代价；步骤五：重复所述步骤四直到算法结束，根据每个节点间的父子关系形成一条规划路径。2.根据权利要求1所述的一种无人艇全局路径规划方法，其特征在于：所述局部障碍斥力的计算公式为：偏流角度的计算公式为：Δθ(x)＝θ
yaw
(x)
‑
θ
stream
(x)其中，θ(x)表示偏流角度项代价，Δθ(x)表示当前位置路径方向与水流方向夹角，θ
yaw
(x)表示当前位置路径方向角，θ
stream
(x)表示当前位置水流流向角；ρ(x,x
obs
)表示无人艇所在位置与障碍物之间的距离；ρ0表示障碍物影响距离；x
obs
障碍物位置；x表示当前节点。3.根据权利要求2所述的一种无人艇全局路径规划方法，其特征在于：所述优化代价函数为：其中，c(x,p(x))表示当前节点到其父节点的欧式距离，为局部障碍斥力项，表示一定范围内障碍物对当前节点的斥力之和，k
rep
为局部障碍斥力项系数，n表示一定范围内障碍物的数量；k
stream
θ(x)为偏流角度项，反应路径与水流夹角大小，k
stream
为偏流角度系数；p(x)表示当前节点的父节点；g(p(x))表示起始点到当前节点的父节点的路径代价。4.根据权利要求1所述的一种无人艇全局路径规划方法，其特征在于：所述步骤二中对
当前节点x和其父节点p(x)进...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐鹏飞，曹清波，杜雨昂，王子鹏，丁延旭，常喆，杨灝辰，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：