一种基于3D-GA的水面无人艇回收路径规划方法及系统技术方案

本发明专利技术属于水上无人设备导航领域，公开了一种基于3D‑GA的水面无人艇回收路径规划方法及系统，基于经典遗传算法的思想提出了一种基于3D‑GA的水面无人艇回收路径规划算法，加入时间维度构建三维时空环境模型，以优化航路点生成和编码过程；以三维斜圆柱体形式来表现障碍物，引入补偿半径，提升实时性的同时增加了避障容错。改良遗传操作，引入精英保留策略和牺牲策略增加基因多样性，同时优化适应度函数和量化指标，提高了算法收敛速度。本发明专利技术解决了针对多任务目的传统回收规划算法评价指标单一的问题，提升了规划解的质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水上无人装备导航，尤其涉及一种基于3d-ga的水面无人艇回收路径规划方法及系统。

技术介绍

1、随着机器人技术、传感与导航等人工智能技术的飞速发展，气象、水文、海洋学等学科领域的研究范畴也逐渐拓宽。同时，环境监测与安全防范的需求也相应增长。作为一种高效率、低成本、低风险的新型水上探测工具，水面无人艇（unmanned surface vehicle，usv）及其相关技术的发展和研究受到了科学界的广泛瞩目。usv具备体型小巧、行动敏捷的显著优势，仅需设计足够的空间容纳必要的传感器与导航辅助设备，即可轻松实现各项功能。值得一提的是，由于其灵活的自主操作系统，usv可在极端环境与危险条件下作业，从而确保操作人员的安全。

2、正是基于这些出色的特性，usv在民用领域与军用领域皆备受青睐。在无人艇的研究中，路径规划问题无疑占据着核心地位。其依赖算法优化，并结合雷达和光学摄像头等传感器实时采集的数据，实时输出可规避障碍物的最佳航行路径。遗传算法（geneticalgorithm，ga）具有较好的鲁棒性，十分适合用来求解复杂的路径规划问题。然而本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于3D-GA的水面无人艇回收路径规划方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的基于3D-GA的水面无人艇回收路径规划方法，其特征在于，航路点的生成及编码过程如下：

3.如权利要求1所述的基于3D-GA的水面无人艇回收路径规划方法，其特征在于，具体编码过程的步骤如下：

4.如权利要求1所述的基于3D-GA的水面无人艇回收路径规划方法，其特征在于，障碍物的表现形式如下：

5.如权利要求1所述的基于3D-GA的水面无人艇回收路径规划方法，其特征在于，种群初始化改良后的步骤为：

6.如权利要求1所述的基于3D-GA的水面...

【技术特征摘要】

1.一种基于3d-ga的水面无人艇回收路径规划方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的基于3d-ga的水面无人艇回收路径规划方法，其特征在于，航路点的生成及编码过程如下：

3.如权利要求1所述的基于3d-ga的水面无人艇回收路径规划方法，其特征在于，具体编码过程的步骤如下：

4.如权利要求1所述的基于3d-ga的水面无人艇回收路径规划方法，其特征在于，障碍物的表现形式如下：

5.如权利要求1所述的基于3d-ga的水面无人艇回收路径规划方法，其特征在于，种群初始化改良后的步骤为：

6.如权利要求1所述的基于3d-ga的水面无人艇回收路径规划方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶晓明，周璐璐，童言佳，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：