买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：大连海事大学

摘要：本发明提供本发明公开了一种三维水下欠驱动AUV回收路径规划方法及装置，方法包括：基于小山丘的位置构建水下三维环境模型；基于AUV在回收过程中起点位置、起点姿态、终点位置及终点姿态设置中间候选路径点；构建路径规划约束条件，所述路径规划约束条件包括硬约束条件和软约束条件；基于所述硬约束条件由候选路径中筛选出可行路径；通过改进的遗传算法对可行路径进行迭代，当到达指定迭代次数后，终止算法得到最优的全局路径，所述改进的遗传算法中对种群的交叉系数以及变异系数进行自适应的处理。本发明利用优化的自适应参数以及考虑多种约束条件对传统遗传方法中过早出现的局部最优问题进行全局寻优，从而提高路径规划的效率。

主权项：1.一种三维水下欠驱动AUV回收路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取水下环境中小山丘的位置，并基于小山丘的位置构建水下三维环境模型，并确定AUV在回收过程中起点位置、起点姿态、终点位置及终点姿态；S2、基于所述AUV在回收过程中起点位置、起点姿态、终点位置及终点姿态设置中间路径点；S3、构建路径规划约束条件，所述路径规划约束条件包括硬约束条件和软约束条件，所述硬约束条件包括欠驱动机器人自身的回转半径约束条件、潜浮角约束条件以及对于静态障碍物的避碰约束条件，所述软约束条件包括路径长度约束条件以及能耗约束条件；所述硬约束条件根据以下表达式获取：Zxi,yiZ1xi,yi,i＝1,2,…,n其中，Zxi,yi为路径曲线在xi,yi处的高度值，Z1xi,yi为海床模型在xi,yi处的高度值； 其中，表示曲线在水平面投影的曲率，和表示曲线在三个方向上的梯度，Rmin为最小回转半径，θmax为最大潜浮角；所述软约束条件根据以下表达式获取： 其中，xi,yi,zi、xi+1,yi+1,zi+1分别表示第i个和第i+1个路径点的三维状态空间坐标； 其中，ei为每段路径的能量消耗，P为AUV的推进功率，k为阻力系数，表示AUV在固定坐标系下的速度；S4、在改进的遗传算法中依据软硬约束条件设计相应适应度函数，通过迭代利用硬约束条件设计的适应度函数进行可行路径搜索，利用软约束条件设计的适应度函数在可行路径中寻优，当到达指定迭代次数后，终止算法得到利用三次B样条平滑后的最优全局路径，所述改进的遗传算法中对种群的交叉系数以及变异系数进行自适应的处理；对硬约束条件设置适应度函数的表达式如下： 其中，wi为调整权重，bi表示当该段曲线n个点均满足硬约束条件时取1，否则取0；对软约束条件设置适应度函数的表达式如下：f2＝kL·LLmin+kE·EEmin上式中kL，kE分别为路径长度L和能耗E的权重系数，Lmin、Emin分别表示理想最短路径以及能耗。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 大连海事大学 一种三维水下欠驱动AUV回收路径规划方法