[發明專利]一種基于蟻群算法的無人船航行路徑自主規劃方法

在審

• 申請號: 201710875336.6
• 申請日: 2017-09-25
• 公開（公告）號: CN107816999A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 洪曉斌;子文江
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01C21/34
• 分類號: G01C21/34
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種基于蟻群算法的無人船航行路徑自主規劃方法，其特征在于，所述方法包括：

對海圖進行處理得到適合進行環境建模的可建模地圖信息矩陣；

以所述可建模地圖信息矩陣為模型，在MATLAB上用柵格法進行環境建模；

利用基于蟻群算法的無人船路徑規劃算法在模型上進行路徑規劃，獲得一條從起始點到終止點的最優路徑；

最后輸出路徑的節點坐標，并通過坐標轉換，輸出經緯度坐標；

通過經緯度坐標，在海圖上把路徑一一描出，實現在海上地圖上顯示路徑規劃的結果。

2.根據權利要求1所述的基于蟻群算法的無人船路徑規劃算法，其特征在于，所述對海圖進行處理得到適合進行環境建模的可建模地圖信息矩陣的步驟具體包括步驟；

用大津法對海圖進行二值化處理，從而得到一個海上地圖信息的01矩陣；

對所提供的海上地圖信息的01矩陣進行補0處理得到海上地圖信息方陣；

對已進行補0處理的海上地圖信息方陣進行取反，從而得到適合進行環境建模的可建模地圖信息矩陣。

3.根據權利要求1所述的基于蟻群算法的無人船路徑規劃算法，其特征在于，所述在MATLAB上用柵格法進行環境建模具體是利用所得到的可建模地圖信息矩陣進行建模，得到一個柵格地圖。

4.根據權利要求1所述的基于蟻群算法的無人船路徑規劃算法，其特征在于，所述以海上地圖信息矩陣為模型，在MATLAB上用柵格法進行環境建模的步驟具體包括步驟：

依據以上的海上地圖信息矩陣的行列數為參考建立直角坐標系；

隨后用一個for循環語句，對每個位置的數值進行判斷，若為1，則把對應位置方框描黑；若為0，則把方框描白；

最后生成柵格環境圖。

5.根據權利要求1所述的基于蟻群算法的無人船路徑規劃算法，其特征在于，所述利用基于蟻群算法的無人船路徑規劃算法在模型上進行路徑規劃的步驟具體是指從起始點開始，對下一步可走的點進行概率分析以及選擇，短的路徑會有更高的被選擇，最后通過統計分析，從所有可行路徑中輸出一條最短的路徑。

6.根據權利要求5所述的基于蟻群算法的無人船路徑規劃算法，其特征在于，所述利用基于蟻群算法的無人船路徑規劃算法在模型上進行路徑規劃的步驟具體包括：

設置參數，包括迭代次數、信息素重要程度參數、信息素蒸發系數、信息素增加強度；

構造啟發式信息矩陣；

狀態初始化，包括爬行路線、爬行路線長度以及禁忌表、鄰接矩陣初始化；

計算出下一步可以前往的節點；

轉輪賭法選擇下一步怎么走；

狀態更新和記錄；

記下每一代每一只螞蟻的覓食路線和路線長度；

更新信息素；

繪制圖像，包括迭代曲線和爬行圖。

7.根據權利要求1所述的基于蟻群算法的路徑規劃算法，其特征在于，所述輸出路徑的節點坐標的步驟具體是指把路徑上所經過的每個柵格的坐標逐個按順序輸出；最后把節點坐標轉換為經緯度坐標。

8.根據權利要求1所述的基于蟻群算法的無人船路徑規劃算法，其特征在于，所述在海圖上把路徑一一描出的步驟具體是指在地圖上把每個經緯度坐標點標出，然后用線把這些點描成一條可行路徑。