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一种基于有向质点蚁群的水下机器人路径规划方法及设备技术

技术编号:40138231 阅读:24 留言:0更新日期:2024-01-23 23:12
本发明专利技术公开了一种基于有向质点蚁群的水下机器人路径规划方法及设备,属于路径规划技术领域。该方法将每只蚂蚁都视作有向质点,通过蚂蚁当前方向与当前可访问节点计算出蚂蚁前往每个可访问节点的转弯代价,再将转弯代价加入蚂蚁选择下一节点时的轮盘赌流程,从而对蚂蚁选择各个节点的概率进行修正。此外,当每只个体蚂蚁完成搜索流程后,根据其当前所经过路径与平均速度对这段路径的水阻力进行分析,并将其作为水阻力信息素遗留到路径上,从而使蚁群算法可以搜索到高质量路径的同时,兼顾到仿生机器海豚的能耗指标。本发明专利技术以合理、高效,安全的方式进行水下机器人路径规划。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及路径规划,更具体的说是涉及一种基于有向质点蚁群的水下机器人路径规划方法及设备


技术介绍

1、蚁群算法作为路径规划时的一种智能规划方法,不仅非常适用于地面机器人,对水下机器人路径规划同样具有参考价值,其适用范围广,理解相对简单,因此得到了广泛的应用。

2、但是在一般情况下,蚁群算法不能直接对真实地图进行规划,而是需要先将地图信息栅格化,再运用栅格地图进行操作。在这个过程中,通常将载体看作为栅格地图中一个无方向的质点,也即认为载体在任意当前时刻都可以前往任意无障碍物的方向,不存在转弯代价。对于一般陆地机器人来说,原地调转前进方向是一项普遍具有的基本功能,其所付出能耗代价微乎其微,可忽略不计。而在水下机器人领域,因受水流阻力与水流波动等影响,其存在一定的转弯代价。在依赖螺旋桨推进的传统水下机器人领域,载体可以通过直接控制螺旋桨电机正反转的方式实现调转方向或是回退的功能,虽然其转弯过程较为迅速,但即便如此,其仍然需要付出一定的转弯代价。而对于一些新兴水下机器人,尤其是仿生类水下机器人,以仿生机器海豚为例,因受自身运动方式的影响,其无法像本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于有向质点蚁群的水下机器人路径规划方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种基于有向质点蚁群的水下机器人路径规划方法,其特征在于,所述S100:将蚂蚁构建为有向质点,获取蚂蚁当前方向与当前可访问节点计算所有可访问节点的转弯代价,包括以下步骤:

3.根据权利要求1所述的一种基于有向质点蚁群的水下机器人路径规划方法,其特征在于,所述S200:根据所述转弯代价改进轮盘赌蚂蚁寻路,包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的一种基于有向质点蚁群的水下机器人路径规划方法,其特征在于,所述S220:基于所有可访问节点转弯代价的集合、启发式信息四维...

【技术特征摘要】

1.一种基于有向质点蚁群的水下机器人路径规划方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种基于有向质点蚁群的水下机器人路径规划方法,其特征在于,所述s100:将蚂蚁构建为有向质点,获取蚂蚁当前方向与当前可访问节点计算所有可访问节点的转弯代价,包括以下步骤:

3.根据权利要求1所述的一种基于有向质点蚁群的水下机器人路径规划方法,其特征在于,所述s200:根据所述转弯代价改进轮盘赌蚂蚁寻路,包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的一种基于有向质点蚁群的水下机器人路径规划方法,其特征在于,所述s220:基于所有可访问节点转弯代价的集合、启发式信息四维矩阵以及信息素多维矩阵计算蚂蚁到每个可访问节点的转移概率,并得到所有可访问节点的转移概率数组集合,公式为:

5.根据权利要求4所述的一种基于有向质点蚁群的水下机器人路径规划方法,其特征在于,所述s220:基于所有可访问节点转弯代价的集合、启发式信息四维矩阵以及信息素多维矩阵计算蚂蚁到每个可访问节点的转移概率,并得到所有可访问节点的转移概率数组集合后,还包括:

6.根据权利要求3所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈宏陈昭阳何莉张德津巩伟杰张博曾广娟
申请(专利权)人:深圳大学
类型:发明
国别省市:

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