[發明專利]一種基于虛擬膨化的UUV航行過程中的運動障礙的規避方法

有效

• 申請號: 201610082311.6
• 申請日: 2016-02-05
• 公開（公告）號: CN105629975B
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 王宏健;張雪蓮;徐新;王瑩;么洪飛
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 楊立超

1.一種基于虛擬膨化的UUV航行過程中的運動障礙的規避方法，其特征在于，所述基于虛擬膨化的UUV航行過程中的運動障礙的規避方法包括以下步驟：

步驟一：設運動障礙航向與引導航向的夾角為headAngle，根據headAngle確定UUV與運動障礙相向航行或UUV與運動障礙同向航行；引導航向是指從UUV當前位置到下一個非運動障礙航路點的連線所形成的向量，非運動障礙航路點是指不是依托于運動障礙形成的環境中靜態環境信息的頂點；

步驟二：當UUV檢測到與運動障礙為相向航行時，采用膨化和矩形虛擬障礙調整UUV的艏向，規避運動障礙；

步驟三：當UUV檢測UUV與運動障礙為同向航行時，根據運動障礙到UUV當前所在位置的連線與運動障礙前進方向的夾角β，分為UUV追擊運動障礙和運動障礙追擊UUV兩種位置關系；

步驟四：當UUV追擊運動障礙時，采用膨化和矩形虛擬障礙調整UUV的艏向，規避運動障礙；

步驟五：當運動障礙追擊UUV時，UUV不斷調整自身運動速度，并采用膨化和矩形虛擬障礙調整UUV的艏向，規避運動障礙。

2.根據權利要求1所述的一種基于虛擬膨化的UUV航行過程中的運動障礙的規避方法，其特征在于所述步驟一中根據headAngle確定UUV與運動障礙相向航行或UUV與運動障礙同向航行具體為：

當時，UUV與運動障礙為相向航行；當時，UUV與運動障礙為同向航行。

3.根據權利要求2所述的一種基于虛擬膨化的UUV航行過程中的運動障礙的規避方法，其特征在于所述步驟二中規避運動障礙具體為：

步驟二一：當UUV檢測到運動障礙物相向航行時，運動障礙進行圓形膨化，膨化后區域半徑為R，R＞obs_r+safe_d，所述obs_r為運動障礙半徑，safe_d為膨化距離；

步驟二二：根據步驟二一中運動障礙的圓形膨化，沿運動障礙前進方向生成長為L、寬為2R的矩形虛擬障礙，所述矩形虛擬障礙的長與UUV到運動障礙中心點的直線距離M的關系為：

L＝R+λ(M-R)

其中0＜λ＜1；

步驟二三：根據步驟二一和步驟二二，航路規劃算法采用蟻群算法，計算觸發航路規劃算法的衡量距離nextL，當UUV與運動障礙中心點的直線距離M滿足M＜nextL時觸發航路規劃算法，計算下一次觸發規劃的衡量距離nextL，直到nextL＝obs_r+safe_d時，完航路規劃算法不再被觸發；

觸發航路規劃算法的衡量距離nextL為：

nextL=R+η(M-R),R+η(M-R)≥Dobs_r+safe_d,R+η(M-R)<D]]>

其中D為常數，0＜η＜1。

4.根據權利要求3所述的一種基于虛擬膨化的UUV航行過程中的運動障礙的規避方法，其特征在于所述步驟三中UUV追擊運動障礙和運動障礙追擊UUV兩種位置關系的確定方法為：

當時，為UUV追擊運動障礙；當時，為運動障礙追擊UUV。