申请/专利权人：青岛哈尔滨工程大学创新发展中心

申请日：2023-10-11

公开（公告）日：2024-03-15

公开（公告）号：CN117055591B

主分类号：G05D1/485

分类号：G05D1/485;G05D101/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.15#授权;2023.12.01#实质审查的生效;2023.11.14#公开

摘要：综合洋流影响和机动性约束的AUV全局路径规划方法，属于AUV全局路径规划领域。本发明涉及AUV全局路径规划方法。本发明为了解决AUV全局路径规划时，没有考虑洋流因素对能量消耗的影响；忽视了航向角对路径规划的影响，对舵角约束问题考虑不充分，导致规划的路径不满足AUV机动性约束的问题。过程为：一：生成包含路径规划区域信息的高空间分辨率栅格地图；二：对洋流进行建模；三：预测不同舵角下AUV的曲线航行路径；将路径节点的搜索空间离散化；四：将高空间分辨率栅格地图划分生成低空间分辨率栅格地图；五：进行第一次路径规划确定安全可行区域；六：进行第二次路径规划；七：生成具有航向角连续性的最终曲线航行路径。

主权项：1.综合洋流影响和机动性约束的AUV全局路径规划方法，其特征在于：所述方法具体过程为：步骤一：利用栅格法生成包含路径规划区域信息的高空间分辨率栅格地图并存储在MAP矩阵中；其中高空间分辨率栅格定义为栅格边长与AUV长度相同的栅格，可通行栅格用0表示，障碍物栅格用1表示并对障碍物栅格进行膨胀处理；路径规划起始点位置的栅格用2表示，路径规划目标点位置的栅格用-1表示；路径规划起始点起始航向角为s×45度，其中s∈{0,1,2,3,4,5,6,7}；s为航向标志位；步骤二：通过l个粘性Lamb涡叠加的方式对洋流进行建模并存储在Current矩阵中，其中l∈{1,2,3,4}；步骤三：建立考虑AUV机动性约束的运动学、动力学模型，根据模型预测不同舵角下AUV的曲线航行路径并存储；根据模型预测的不同舵角下AUV的曲线航行路径将路径节点的搜索空间离散化；所述AUV为自主水下航行器；步骤四：将高空间分辨率栅格地图划分生成低空间分辨率栅格地图；其中低空间分辨率栅格定义为边长为高空间分辨率栅格边长5倍的栅格；步骤五：利用考虑障碍物密度的A*算法在低空间分辨率栅格地图上进行第一次路径规划，生成p1个低空间分辨率最优路径节点，将p1个低空间分辨率最优路径节点转换成对应的高空间分辨率栅格，确定安全可行区域；其中p1∈N，所述N为非负整数；步骤六：利用综合考虑能量消耗和机动性约束的A*算法在第一次路径规划确定的安全可行区域内进行第二次路径规划，生成满足能量消耗优化要求和AUV机动性约束的p2个高空间分辨率最优路径节点；其中p2∈N，所述N为非负整数；步骤七：根据第二次路径规划确定的p2个高空间分辨率最优路径节点，结合步骤三中的运动学模型，在每两个相邻高空间分辨率最优路径节点之间绘制满足每个高空间分辨率最优路径节点处航向要求的路径，生成具有航向角连续性的最终曲线航行路径；所述航向要求为航向角满足s×45度，s为航向标志位，s∈{0,1,2,3,4,5,6,7}。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 青岛哈尔滨工程大学创新发展中心 综合洋流影响和机动性约束的AUV全局路径规划方法

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