申请/专利权人：天津津航计算技术研究所

申请日：2023-11-28

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN117742317A

主分类号：G05D1/43

分类号：G05D1/43;G05D109/30

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.09#实质审查的生效;2024.03.22#公开

摘要：本发明涉及一种基于改进粒子群算法和改进蚁群算法的USV避碰规划方法，属于避碰规划技术领域。本发明构建全局坐标系、船体坐标系和导航器坐标系，设计实时避碰规划的优化窗口，采用可视图法构建障碍模型，采用改进粒子群算法和改进蚁群算法相结合的方法进行避碰。本发明通过设计基于相对矢量角的正切函数惯性调整策略的改进粒子群算法，提高了算法自身的收敛变化速率，增强了算法的局部搜索能力，尽可能找到当前最优解，进而设计了基于改进粒子群算法的状态转移规则，克服了传统蚁群算法收敛慢的问题，提高了算法的实时性，避免了规划方法陷入局部最优。

主权项：1.一种基于改进粒子群算法和改进蚁群算法的USV避碰规划方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：S1、构建全局坐标系、船体坐标系和导航器坐标系：针对USV航行的海图环境建立全局坐标系，以USV为原点，USV的航行方向为X轴建立直角坐标系作为船体坐标系，以导航器为极点，USV的航行方向为极轴建立极坐标系作为导航器坐标系；S2、设计实时避碰规划的优化窗口：建立随USV同航行的优化窗口，所述优化窗口的大小设置为导航器的探测距离，每隔设定时间对所述优化窗口进行一次更新，同时对USV进行一次动态规划；S3、采用可视图法构建障碍模型：利用导航器探取障碍的位置，并通过坐标变换将其转化为USV所需的位置信息，从而完成对静态未知环境的探测，进而采用可视图法对障碍进行建模；可视图法包括可视图的膨胀方法和可视图的构建方法，所述膨胀方法采用矢量面积法判断凹凸性，构建方法采用相对位置检测判断法判断可视性；S4、采用改进粒子群算法和改进蚁群算法相结合的方法进行避碰；首先，采用基于相对矢量角的惯性权重因子对粒子收敛速率及局部搜索能力进行改变；同时采用基于改进粒子群的状态转移规则对蚂蚁下一路径进行选择。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 天津津航计算技术研究所 基于改进粒子群算法和改进蚁群算法的USV避碰规划方法

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