[發明專利]一種自主水下航行器路徑規劃方法和裝置

在審

• 申請號: 201911025829.6
• 申請日: 2019-10-25
• 公開（公告）號: CN110941263A
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 龔月姣;馬一寧;肖楚烽;池慧玨;詹志輝
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 北京知呱呱知識產權代理有限公司 11577
• 代理人: 康震

1.一種自主水下航行器的路徑規劃方法，其特征在于，包括：

在利用螞蟻算法進行路徑規劃過程中，確定目標無效搜索區域；根據距離所述目標無效搜索區域的遠近，按照預設的第一釋放規則在路徑上釋放警報信息素對所述目標無效搜索區域進行標記；

按照預設的第二釋放規則在所述路徑上釋放引導信息素；

每一代螞蟻完成路徑規劃之后，按照預設的第一信息素更新規則對所述路徑上釋放的所述警報信息素進行更新，獲得目標警報信息素；按照預設的第二信息素更新規則對所述路徑上釋放的所述引導信息素進行更新，獲得目標引導信息素；

當新一代螞蟻選擇路徑點時，根據所述目標引導信息素和所述目標警報信息素的量值，選取目標路徑點；根據所述目標路徑點，獲得目標規劃路徑；

判斷是否完成預設的迭代次數，若是，則輸出所述目標規劃路徑。

2.根據權利要求1所述的自主水下航行器的路徑規劃方法，其特征在于，還包括：

確定衰減因子；

在所述第一釋放規則中引入所述衰減因子，獲得第三釋放規則；

根據距離所述目標無效搜索區域的遠近，按照所述第三釋放規則在路徑上釋放差異量的所述警報信息素對所述目標無效搜索區域進行差異化標記。

3.根據權利要求1所述的自主水下航行器的路徑規劃方法，其特征在于，還包括：

分別確定平滑度啟發因子、安全性啟發因子以及目的性啟發因子；

根據所述平滑度啟發因子、所述安全性啟發因子以及所述目的性啟發因子，獲得啟發式信息；根據所述啟發式信息引導所述螞蟻算法收斂；

所述根據所述目標引導信息素和所述目標警報信息素的量值，選取目標路徑點，具體包括：

根據所述目標引導信息素量值、所述目標警報信息素的量值、所述啟發式信息以及預設的螞蟻狀態轉移規則，確定不同路徑點對應的概率值；根據所述概率值的大小，選取所述目標路徑點。

4.根據權利要求3所述的自主水下航行器的路徑規劃方法，其特征在于，還包括：

針對所述平滑度啟發因子、所述安全性啟發因子以及所述目的性啟發因子分別設置位于預定范圍閾值內的動態權重參數；

在所述預定范圍閾值內確定所述動態權重參數的目標取值；

所述根據所述平滑度啟發因子、所述安全性啟發因子以及所述目的性啟發因子，獲得啟發式信息，具體包括：

根據所述平滑度啟發因子、所述安全性啟發因子、所述目的性啟發因子以及所述目標取值，獲得所述啟發式信息。

5.根據權利要求1所述的自主水下航行器的路徑規劃方法，其特征在于，所述按照預設的第一信息素更新規則對所述路徑上釋放的所述警報信息素進行更新，具體包括：

根據所述螞蟻是否已經找到滿足預設條件的可行路徑，對所述螞蟻的狀態進行標識；根據所述螞蟻的狀態標識對所述警報信息素進行調整。

6.根據權利要求5所述的自主水下航行器的路徑規劃方法，其特征在于，所述根據所述螞蟻是否已經找到滿足預設條件的可行路徑，對所述螞蟻的狀態進行標識，具體包括：

若所述螞蟻已經找到滿足預設條件的可行路徑，則將所述螞蟻的狀態標識為第一狀態標識，若所述螞蟻未找到滿足預設條件的可行路徑，則將所述螞蟻的狀態標識為第二狀態標識；

相應的，所述根據所述螞蟻的狀態標識對所述警報信息素進行調整，具體包括：

當檢測所述狀態標識為第二狀態標識時，則在所述路徑上增加所述警報信息素；當檢測所述狀態標識為第一狀態標識時，則在所述路徑上減少所述警報信息素。

7.根據權利要求1所述的自主水下航行器的路徑規劃方法，其特征在于，所述警報信息素用于為所述螞蟻提供路徑危險指示信息。