申请/专利权人：广东工业大学

申请日：2023-04-25

公开（公告）日：2024-07-05

公开（公告）号：CN116954212B

主分类号：G05D1/43

分类号：G05D1/43;G05D109/30

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.07.05#授权;2023.11.14#实质审查的生效;2023.10.27#公开

摘要：本发明公开了一种面向复杂环境的改进D*Lite无人艇路径规划方法，该方法包括获取无人艇巡航海域数据，并按照环境特征内化为二维栅格地图，得到初始化栅格地图；在初始化栅格地图上标定作业点，并利用引入势场系数的D*Lite算法进行路径规划，得到无人艇巡航的初始路径；获取无人艇基于初始路径巡航过程中的动态环境信息，并实时更新初始化栅格地图中的代价值，得到实时更新的栅格地图；根据实时更新的栅格地图对无人艇巡航的初始路径进行调整，直至完成巡航。实施该方法，可以提高无人艇巡航的安全性和航线对环境的自适应调整能力，具有较强的鲁棒性。

主权项：1.一种面向复杂环境的改进D*Lite无人艇路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：获取无人艇巡航海域数据，并按照环境特征内化为二维栅格地图，得到初始化栅格地图；在初始化栅格地图上标定作业点，并利用引入势场系数的D*Lite算法进行路径规划，得到无人艇巡航的初始路径；获取无人艇基于初始路径巡航过程中的动态环境信息，并实时更新初始化栅格地图中的代价值，得到实时更新的栅格地图；根据实时更新的栅格地图对无人艇巡航的初始路径进行调整，直至完成巡航；所述在初始化栅格地图上标定作业点，并利用引入势场系数的D*Lite算法进行路径规划，得到无人艇巡航的初始路径这一步骤，其具体包括：在初始化栅格地图上标定起始点和目标点，并初始化D*Lite算法；设定引入势场系数和欧氏距离的路径估计代价函数；设定表示扩展节点优先级的估值函数；根据路径估计代价函数和估值函数的计算规则，利用D*Lite算法进行路径规划，得到无人艇巡航的初始路径；所述引入势场系数和欧氏距离的路径估计代价函数具体表达式为： 其中，sgoal表示目标点，λ表示势场系数，cs',s表示当前节点的前一节点s'到当前节点s的代价，gs'表示节点s'到目标点的代价，μ为外力权重系数，F表示无人艇所受合外力，σ表示判断条件，As,s*表示无人艇进行自适应抗扰的环境代价值，s*表示无人艇行驶到前一节点s'进行代价更新之后的前一节点，Succs表示可通行栅格节点的集合；所述路径估计代价函数中的判断条件σ具体表示为： 其中，集合B＝{a3-a2≥0°,a3、a2≥0°,-180°a1-90°}，集合C＝{a3-a20°,a3、a20°,90°a1180°}，a1为干扰合力方向与无人艇航向的夹角，a2为航向与抗扰自适应转角的夹角，a3为当前一节点s与前一节点s*的夹角；所述势场系数的计算公式具体为： 其中，τ表示预先设定的安全距离，根据不同船型其赋值不同，d表示无人艇距障碍物的欧氏距离；所述表示扩展节点优先级的估值函数具体表达式为：ks＝[k1s,k2s] 其中，ks表示扩展结点的优先级，gs表示节点s到目标点的代价，rhss路径估计代价函数，hsstart,s表示起始点到节点s的代价，D表示周围环境的变化量，γ表示优先级判断系数；所述周围环境的变化量的具体表达式为：D＝Dcww+As,s*其中，Dcww表示更新栅格信息时栅格是否为障碍物，As,s*表示无人艇进行自适应抗扰的环境代价值；其中，Dcww具体表达式为： 所述优先级判断系数的具体表达式为： 其中，集合E＝{可通行栅格|-90°≤a≤90°范围内栅格且不与直线l2相交的栅格}，集合F＝{可通行栅格|与直线l2相交的栅格}。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 广东工业大学 面向复杂环境的改进D*Lite无人艇路径规划方法

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