一种改进突变因子遗传算法的UUV搜索水下机动目标的路径规划方法技术

技术编号:42380111 阅读:44 留言:0更新日期:2024-08-16 15:06
本发明专利技术公开了一种基于遗传算法的UUV搜索水下机动目标的路径规划方法,在已知目标及UUV自身先验信息的条件下,针对提高搜索概率的需求,建立水下目标运动模型和声呐系统探测模型,采用改进突变因子的遗传算法规划UUV搜索路径,生成一条发现目标概率最高的搜索路径。本发明专利技术考虑了目标不确定性运动的影响;建立了比较准确的声呐探测模型准确;规划出的搜索路径对机动目标累积探测概率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于自动控制领域,具体涉及一种改进突变因子遗传算法的uuv搜索水下机动目标的路径规划方法。


技术介绍

1、无人水下航行器(unmanned underwater vehicles,简称uuv),是指没有人类支持或干预情况下,执行水下作业的航行器。uuv主要工作于港口、海湾、湖泊等水下区域,在水下环境感知、探测侦察、跟踪预警、目标搜索等任务的执行中起到了重要作用。

2、水下目标搜索作业中包含了路径规划、轨迹跟踪和动态避障等多项关键技术,其本质是在水下环境和auv自身能力约束下,依靠uuv上搭载的传感器提供的信息,采用数学方法规划作业路径,完成位置不确定目标的搜索、追踪和捕获。而搜索路径规划就是水下目标搜索作业中的重要环节。

3、搜索路径规划的目的是在水下环境和uuv自身能力约束下,按照发现概率最高或路径最短等优化准则,设计一条适用于搜索目标的安全可执行路径。面向水下运动目标的搜索任务常采用声呐系统进行目标搜索,该路径规划问题主要是指在已知运动目标先验信息基础上,在水下环境和声呐探测能力约束的条件下,为搜索目标路径提供最佳方案本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于遗传算法的UUV搜索水下机动目标的路径规划方法,其特征在于:具体步骤如下:

2.根据权利要求1所述的一种基于遗传算法的UUV搜索水下机动目标的路径规划方法,其特征在于:所述步骤一中搜索任务的先验信息包括:目标初始位置PM0、目标运动速度范围V、目标航向范围C、UUV初始位置PU0、UUV运动速度vU、搜索总时长T和声呐系统探测距离L,根据先验信息计算搜索区域边界最大值Smax,确定搜索区域上下边界S上和S下,将搜索区域划分成M×N个网格SMN,公式如下:

3.根据权利要求1所述的一种基于遗传算法的UUV搜索水下机动目标的路径规划方法,其特征在于:所述步...

【技术特征摘要】

1.一种基于遗传算法的uuv搜索水下机动目标的路径规划方法,其特征在于:具体步骤如下:

2.根据权利要求1所述的一种基于遗传算法的uuv搜索水下机动目标的路径规划方法,其特征在于:所述步骤一中搜索任务的先验信息包括:目标初始位置pm0、目标运动速度范围v、目标航向范围c、uuv初始位置pu0、uuv运动速度vu、搜索总时长t和声呐系统探测距离l,根据先验信息计算搜索区域边界最大值smax,确定搜索区域上下边界s上和s下,将搜索区域划分成m×n个网格smn,公式如下:

3.根据权利要求1所述的一种基于遗传算法的uuv搜索水下机动目标的路径规划方法,其特征在于:所述步骤二根据运动过程噪声矩阵q、目标初始位置坐标pm0、目标运动速度范围v和目标航向范围c,按照正态分布趋势随机模拟n条目标运动轨迹pm及其各轨迹对应的概率p,统计目标在各网格中的实时位置分布概率st;

4.根据权利要求1所述的一种基于遗传算法的uuv搜索水下机动目标的路径规划方法,其特征在于:所述步骤三根据目标与uuv的初始相对方位cum、uuv运动速度vu和目标航向范围c中航向的最大值和最小值,生成m条uuv初始搜索路径种群qu0;

5.根据权利要求1所述的一种基...

【专利技术属性】
技术研发人员:王秋滢张硕孙大军林正雄
申请(专利权)人:哈尔滨工程大学
类型:发明
国别省市:

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