[發明專利]一種依次巡查多個目標位置的無人水面艇路徑規劃方法

在審

• 申請號: 201710878205.3
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN107727098A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 彭艷;葛磊;羅均;謝少榮;李小毛
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙)31205
• 代理人: 陸聰明

1.一種依次巡查多個目標位置的無人水面艇路徑規劃方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)使用柵格法對電子海圖中的障礙物信息進行環境建模；

(2)對每個目標點搜索與其最近的非障礙物位置；所述目標點在海上的能夠通行區域，或在大陸、島嶼上的無法通行區域；

(3)使用啟發式搜索方法對步驟(2)獲得的能夠通行區域上的路徑點對依次應用路徑規劃搜索。

2.根據權利要求1所述的依次巡查多個目標位置的無人艇路徑規劃方法，其特征在于，所述步驟(1)具體步驟包括：

(1-1)依據所需規劃的區域的信息，使用柵格法建立初始的內部環境地圖；

(1-2)從電子海圖中讀取大陸、島嶼的無法通行的區域的信息；

(1-3)對獲取到的障礙物信息，在內部環境地圖上進行表示。

3.根據權利要求1所述的依次巡查多個目標位置的無人艇路徑規劃方法，其特征在于，所述步驟(2)搜索與各個指定目標位置最近的能夠通行位置，具體包括：

(2-1)創建列表freetargets，并初始化為空；

(2-2)初始化隊列queue，獲取第一個目標點的位置信息，并將其加入隊列queue；

(2-3)嘗試從隊列queue中獲取節點cur；

(2-4)判斷該節點是否處于無法通行區域，是則繼續執行，否則轉到步驟(2-6)；

(2-5)將該節點的相鄰節點加入隊列queue，之后轉至步驟(2-3)；

(2-6)將當前節點添加到列表freetargets中；

(2-7)判斷是否存在下一個目標點，如果存在繼續執行，否則退出；

(2-8)清空隊列queue，并將下一個目標點加入隊列queue，之后轉至步驟(2-3)。

4.根據權利要求1所述的依次巡查多個目標位置的無人艇路徑規劃方法，其特征在于，所述步驟(3)中，使用Theta*這種保證最終路徑和實際路徑相差不大的啟發式搜索方法對步驟(2)獲得的能夠通行的目標位置freetargets中的相鄰的路徑點依次應用路徑規劃搜索，具體包括：

(3-1)創建列表path，并初始化為空，并設置當前的目標點為起始點S，下一個目標點為終止點E；

(3-2)創建OPEN和CLOSED表，并將它們初始化為空；

(3-3)將起始點S放入到OPEN表內；

(3-4)從OPEN表中選出估計總代價值最小的節點作為當前點x，并將其從OPEN表移到CLOSE表中；

(3-5)判斷當前點x是否為終點E，是則繼續執行，否則轉至步驟(3-9)；

(3-6)依據回溯法得到最終的完整路徑，并將這些路徑點都加入到列表path中；

(3-7)設置下一個目標點為當前點，判斷是否存在下一個目標點，是則繼續執行，否則退出；

(3-8)清空OPEN和CLOSED表，并設置當前的目標點為起始點S，下一個目標點為終止點E；

(3-9)對當前節點x的相鄰點進行搜索，如果搜索點y不再OPEN或者CLOSE表中，則繼續執行，否則轉至步驟(3-11)；

(3-10)計算搜索點y的估計總代價值，將其加入到OPEN表中，并記錄其父節點為x；

(3-11)判斷當前節點x的父節點x'與搜索點y之間是否存在障礙物，如果存在繼續執行，否則轉至步驟(3-13)；

(3-12)直接比較經過當前節點x到達遍歷點y的實際代價與之前遍歷點y的實際代價，如果經過節點x的實際代價更小，則更新表中的代價，并將節點y的父節點指向x，之后轉至步驟(3-4)；

(3-13)將經過當前節點父節點x'到達遍歷點y的實際代價和之前遍歷點y的實際代價相比，如果前者的值更小，則更新表中的代價，并將節點y的父節點指向x'，之后轉至步驟(3-4)。