一种基于海豚群算法的水面无人艇全局路径规划方法技术

本发明专利技术公开了一种基于海豚群算法的水面无人艇全局路径规划方法，包括以下步骤：步骤1：采用栅格法对无人艇路径规划任务环境进行建模，针对全局路径设计路径长度作为目标函数，计算最短的路径；步骤2：采用标准海豚群算法搜索路径区域内的点来确定可能的路线，依据全部可能的路线确定合适线路；步骤3：针对标准海豚群算法进行策略设定，设置固定的搜寻时间搜索合适线路，搜寻结束后加跳跃步骤，跳跃到合适线路中的最优位置；步骤4：采用三次B样条曲线拟合优化方法对可行路径进行平滑处理，得到一条符合无人艇动力学特性的光滑曲线，不管是在简单环境下,还是在复杂的环境中,本规划方法都有较强的普适性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无人艇路径规划，具体为一种基于海豚群算法的水面无人艇全局路径规划方法。

技术介绍

1、随着科学技术和船舶制造技术越来越成熟，船舶的自动化程度也越来越高，需要人为操作的传统船舶设备逐渐被智能化的海上无人设备积极取代，而具备完全自主控制的无人水面艇已然成为未来船舶工业的发展趋势。由于无需携带操作员，当处理复杂危险环境下的海上民事或军事任务时，无人艇便可以代替耗时且危险的人工操作，这在长期作业中更具有显著优势。由此可以看出，发展自主性更高的无人艇技术，实现船舶无人驾驶具有重要的现实意义。

2、一个可行的路径规划系统是提高无人艇自主性的核心和关键。路径规划不仅要规避障碍物，保证顺利安全抵达，还要满足路径距离短、平滑性好和安全性高等约束条件。随着学者对路径规划各类算法的深入研究与优化，大部分规划算法均已广泛应用在移动机器人、无人机、无人艇等
中。路径规划技术的实质是借助于丰富的传感器，实时获取位姿信息以及周边环境，并在地图环境模型下利用合适的寻优算法，规划适应度值最优的路径轨迹。简言之，路径规划技术决定着无人设备智能化程度的高低。...

【技术保护点】

1.一种基于海豚群算法的水面无人艇全局路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于海豚群算法的水面无人艇全局路径规划方法，其特征在于：所述步骤1中，环境建模方法为将环境映射成栅格地图并设置栅格的边长，区分栅格地图的可行区域和障碍物区域。

3.根据权利要求2所述的一种基于海豚群算法的水面无人艇全局路径规划方法，其特征在于：所述步骤1中，采用适应度函数值最小确认路径为最优路径，适应度函数表示为：F＝ω1f1+ω2f2，其中，f1代表路径的长度，f2代表碰撞检测代价函数，ω1代表路径长度的权值，ω2代表碰撞检测代价函数的权值，且ω1+ω2＝...

【技术特征摘要】

1.一种基于海豚群算法的水面无人艇全局路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于海豚群算法的水面无人艇全局路径规划方法，其特征在于：所述步骤1中，环境建模方法为将环境映射成栅格地图并设置栅格的边长，区分栅格地图的可行区域和障碍物区域。

3.根据权利要求2所述的一种基于海豚群算法的水面无人艇全局路径规划方法，其特征在于：所述步骤1中，采用适应度函数值最小确认路径为最优路径，适应度函数表示为：f＝ω1f1+ω2f2，其中，f1代表路径的长度，f2代表碰撞检测代价函数，ω1代表路径长度的权值，ω2代表碰撞检测代价函数的权值，且ω1+ω2＝1。

4.根据权利要求1所述的一种基于海豚群算法的水面无人艇全局路径规划方法，其特征在于：所述步骤2中，海豚随机向若干个方向发射声波，记录在指定时间内搜索到的新位置，计算在最大搜索时间内搜寻到的个体最优解和邻域最优解；呼叫和接收阶段同时进行，用以更新邻域最优解，在捕猎阶段，获得海豚的新位置。

5.根据权利要求1所述的一种基于海豚群算法的水面无人艇全局路径规划方法，其特征在于：所述步骤3中，基于海豚群算法的无人艇路径规划设计步骤为：第一步初始化参数，根据栅格法...

【专利技术属性】
技术研发人员：马俊达，李铮，战雨鑫，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：