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申请/专利权人：西北工业大学

摘要：本发明涉及一种基于蚁群算法的多水下滑翔机区域探测覆盖路径规划方法，首先建立栅格地图和栅格覆盖图模型，作为算法执行的基础；其次建立水下滑翔机单周期运动探测模型；之后将蚂蚁作为水下滑翔机的代理进行映射，明确优化问题和优化目标；随后在传统蚁群算法的基础上重新设计可行域、蚂蚁转移概率、局部逃离策略、适应度函数和信息素更新法则；最终通过不断迭代收敛得到多个蚂蚁的路径，即水下滑翔机的探测覆盖路径。本发明解决了复杂海洋环境下，不同位置处的探测效能即探测半径不同、水下滑翔机在三维空间运动容易触底、水下滑翔机的通信限制的问题，为多台水下滑翔机规划出探测覆盖路径。

主权项：1.一种基于蚁群算法的多水下滑翔机探测覆盖路径规划方法，其特征在于步骤如下：S1：建立栅格地图和栅格覆盖图模型；整片区域离散为栅格地图，维数为M*N，M为行数，N为列数；使用栅格覆盖图表征当前水下滑翔机对整片海域的覆盖情况，其维数与栅格地图相同；定义t时刻，x,y栅格的状态为oxyt，x＝1,2,..,M,y＝1,2,...,N，栅格状态使用二进制编码；S2：建立水下滑翔机单周期运动探测模型；假设水下滑翔机的下潜俯仰角和上浮俯仰角相同都为θ，稳态滑翔速度为V；滑翔速度垂直速度Vz和水平速度Vx表示为： 水下滑翔机一周期滑翔运动的水平距离S与深度D和滑翔角θ有关，可按照下式计算： 设定ti时刻水下滑翔机准备开始进行pi周期滑翔运动，水下滑翔机从Pixi,yi点入水，以航向角H滑翔一周期，出水时刻为ti+1，出水点为Pi+1xi+1,yi+1，出水点和入水点满足以下关系： 水下滑翔机在整个滑翔周期均会进行探测，即其经过的路径点集合为Pixi,yi与Pi+1xi+1,yi+1相连的直线；滑翔过程中均按照1式更新栅格覆盖状态；S3：将蚂蚁作为水下滑翔机的代理进行映射，确定优化问题和优化目标；CoverxyP表示经过P周期后，区域的覆盖情况，由下式计算： 优化目标为m台水下滑翔机滑翔P周期后，最大化区域覆盖率Pc，如下式所示： S4：建立蚂蚁和水下滑翔机的映射关系，将单只蚂蚁与单个水下滑翔机对应，将多只蚂蚁和多个水下滑翔机对应；设计可行域、蚂蚁转移概率、局部逃离策略和信息素更新法则；S5：通过不断迭代收敛得到多个蚂蚁的路径，即水下滑翔机的探测覆盖路径。

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权利要求：

百度查询： 西北工业大学 基于蚁群算法的多水下滑翔机探测覆盖路径规划方法