【技术实现步骤摘要】
一种三维环境的搜救ROV路径规划系统及方法
[0001]本专利技术涉及搜救ROV路径规划技术，特别是涉及一种三维环境的搜救ROV路径规划系统及方法。
技术介绍
[0002]ROV(遥控水下机器人，Remotely Operated Underwater Vehicle)很早就被应用于搜救工作之中，它可以在从海面到海底的各种水深状况下工作，具有不可替代的优势。但在搜索的过程中，ROV的运行仍是人工操作，需要操作员保持着极高的专注度，但长时间的工作必然会对操作员的精神至身体造成极大的负担。为了减轻操作员的操作压力，ROV机器人已经不能仅仅满足于手动操作的运行方式，而是应该向着自动化的方向发展，为完善ROV机器人的应用领域，路径规划至关重要。
[0003]现有技术中，张旋,皮大伟,王洪亮,谢伯元,王显会,王尔烈,孙晓旺所著一种基于改进A*算法的类三维路径规划方法，具体包括如下步骤：步骤(1)：预处理原始数字高程模型,即DEM；步骤(2)：提取分析障碍物因素,建立环境地图模型：建立的环境地图模型基于模糊化障碍物概念，所建模型...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种三维环境的搜救ROV路径规划系统，其特征在于，包括：环境建模模块，用于获取ROV机器人水下环境信息，将ROV机器人运动的区域从真实的环境中抽象出三维空间模型，并细分多个三维区域，且每个区域都用三维信息表示，构建水下环境地图三维栅格模型；算法调用路径生成模块，用于选择路径规划的目标点，并以ROV的当前位置作为路径规划的起始点，目标位置为终点；判断所选取目标点是否合理，不合理将重新选择；采用基于JPS
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COSPS的三维路径规划算法，输入水下环境地图三维栅格模型、起始点、目标点，进行路径规划，获得规划路径；路径检测模块，用于通过判断规划路径完整度，保证路径连续；通过检测路径中是否存在相同路径，保证ROV的运行顺畅；通过检测路径是否贴近障碍物，保证路径安全性；若检测的规划路径不可行，则反馈算法调用路径生成模块重新进行路径规划，若检测的规划路径可行，则输出可行的规划路径。2.一种三维环境的搜救ROV路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、通过激光，声纳扫描或外部输入获取ROV机器人水下环境，将ROV机器人运动的区域从真实的环境中抽象出三维空间模型，并细分多个三维区域，且每个三维区域都用三维信息表示，建立三维坐标系统，三维区域即为三维路径规划空间，然后把坐标等分，形成水下环境三维栅格地图模型；S2、选择路径规划的目标点，并以ROV机器人的当前位置作为路径规划的起始点，目标点终点；S3、判断所选取的目标点是否为障碍物，如果是，则返回步骤S2重新选择目标点；如果不是，则执行步骤S4；S4、采用基于JPS
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COSPS的三维路径规划算法，输入水下环境地图三维栅格模型、起始点、目标点，进行路径规划，获得规划路径；首先，确定临界障碍，并筛选临界障碍的周围点集；其次，设定筛选后的周围点集为跳点，通过裁剪平面的方法，搜寻跳点；将符合要求的跳点加入Openlist列表，筛选列表中评价函数F(n)最小的节点作为下一次搜索的父节点，并将其加入Closelist列表；最后，删除多余拐点，直接连接前后路径点；S5、对获得的规划路径进行检测，通过判断规划路径完整度，保证路径连续；通过检测路径中是否存在相同路径，保证ROV的运行顺畅；通过检测路径是否贴近障碍物，保证路径安全性；若检测的规划路径不可行，则返回步骤S2，若检测的规划路径可行，则输出可行的规划路径。3.根据权利要求2所述的一种三维环境的搜救ROV路径规划方法，其特征在于，步骤S1中三维坐标系统中x轴和y轴分别为纵向和横向增加方向，z轴为高度增加方向，形成三维空间，在水下环境三维栅格地图模型中把ROV机器人看作一个质点，用x轴、y轴和z轴三个方向表示ROV在模型的位置，每个质点不能超越分割后的小立体栅格的边界，且ROV机器人和障碍物在三维空间中运行时不能相互碰撞。4.根据权利要求2所述的一种三维环境的搜救ROV路径规划方法，其特征在于，步骤S4中筛选临界障碍的周围点集的规则为：
(I)判断临界障碍方格一邻格是否存在障碍，若存在，则此邻格不可行；若不存在，则临界障碍邻格为可行点；(II)判断在临界障碍方格所在一平面对角方向邻格上是否存在障碍，若存在，则此对角邻格不可行；若不存在，则临界障碍对角邻格为可行点；(III)若一障碍方格存...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴晓强，郑宇航，王莹，许赫威，赵源，曾庆军，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：
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