[發明專利]一種基于IA*算法的智能無人船舶路徑規劃方法

有效

• 申請號: 201811341834.3
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109374004B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 王曉原;夏媛媛;劉亞奇;董曉斐;朱慎超;唐學大
• 申請（專利權）人: 智慧航海（青島）科技有限公司
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 齊勝杰

1.一種基于IA*算法的智能無人船舶路徑規劃方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、無人船舶根據已知的電子海圖、出發點信息、目的點信息和所述無人船舶的基本信息，獲取具有障礙物信息的柵格化信息；

S2、將出發點設為當前航路點；

S3、按照16個方向的航路點搜索方式，獲取當前航路點的相鄰航路點，判斷所述相鄰航路點是否處于所述障礙物信息內，若否，則針對不在所述障礙物信息內的每一個相鄰航路點，采用綜合評價函數獲取每一個相鄰航路點的評估值；

所述16個方向的航路點包括以當前航路點為中心點，每22.5°扇區內的距離中心最近的柵格點；

S4、從評估值中選取最小值對應的相鄰航路點作為選取的航路點；

將當前航路點設為選取的航路點的父航路點，記錄選取的航路點信息，并將選取的航路點設為當前航路點；

重復步驟S3-S4、直至獲取到目的點信息；

S5、從終點開始，依據選取的航路點信息及父航路點信息依次輸出航路點，獲得規劃路徑。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述無人船舶的基本信息包括：無人船舶的性能參數、航行狀態數據。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟S1包括，

S1a、根據電子海圖，獲取航行區域內的所有障礙物信息，對電子海圖進行柵格化處理，用灰度值表示碰撞危險，灰度值越小表示碰撞危險越大；

S1b、根據無人船舶的性能參數獲取船舶安全距離，根據船舶安全距離結合柵格化地圖獲取無人船舶的障礙物區。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟S1中，根據電子海圖，獲取航行區域內的障礙物信息還包括，根據無人船舶實際測試障礙物數據，結合電子海圖，實時修正航行區域內的障礙物信息。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述評價函數F(n)的計算公式包括：

其中，G(n)為無人船舶從出發點到待評價航路點n的實際代價值，H(n)為待評價航路點n到目標點的最小估計代價值，R(n)表示待評價航路點n與障礙節點的實際代價值。

6.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟S2之前，還包括：

S20、初始化兩個空列表，

待判斷航路點列表，用于存儲獲取的不在障礙物信息內的相鄰航路點信息；

已判斷航路點列表，用于存儲選取的最小值對應的相鄰航路點信息。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟S3，還包括：

S3a、將不屬于障礙物區，不在待判斷航路點列表，不在已判斷航路點列表的相鄰航路點a，加入待判斷航路點列表，同時記錄相鄰航路點a的父航路點坐標值；

S3b、對不屬于障礙物區，不在已判斷航路點列表的，但是在待判斷航路列表的相鄰航路點b進行判斷，若待判斷航路列表記錄的相鄰航路點b的綜合估計值F(b)比當前的綜合估計值F(b)’大，則更新待判斷航路列表記錄的相鄰航路點b的信息。

8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟S4包括：

從待判斷航路點列表選取評估值最小的航路點；

將選取的相鄰航路點從待判斷航路點列表移動到臨時列表；

判斷臨時列表是否為空，如果為空則運算結束，如果不為空則將選取的相鄰航路點從臨時列表移動到已判斷航路點列表。

9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S1之前還包括，

S10、無人船舶通過傳感器獲取無人船舶當前出發點坐標，通過接收到的目標港坐標指令獲取目標點的經緯度坐標。