[发明专利]一种基于轨迹单元的无人艇运动规划方法

权利要求书

1.一种基于轨迹单元的无人艇运动规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)确定无人艇运动路径的起点和终点；

2)确定无人艇所处的实时路径点和艏向角；

3)根据无人艇所处的实时路径点和艏向角，以及无人艇运动的轨迹单元，求取可达路径点；

所述轨迹单元的生成方式如下：

3.1)利用MMG模型对无人艇进行运动建模，获得无人艇的运动轨迹；

3.2)采用无人艇轨迹离散化规则对无人艇的运动轨迹进行约束；包括以下离散化规则：

规则一：在轨迹段初始和结束时刻，无人艇的运动状态稳定且保持一致；

规则二：每段轨迹的转舵次数不超过一次；

规则三：轨迹段所能达到的路径点和所能改变的艏向一一映射；

规则四：所有轨迹段的轮廓形状为方格或基于方格，以适应栅格地图；

3.3)根据步骤3.1)和3.2)完成轨迹单元的建模过程，并建立轨迹单元集；

4)对所有的可达路径点进行路径代价计算，获得下一个路径点位置和对应的艏向角；

5)判断该路径点是否为运动路径的终点，若为终点，则输出最终路径，否则，将该路径点和对应的艏向角作为无人艇所处的实时路径点和艏向角，转入步骤2)。

2.根据权利要求1所述的基于轨迹单元的无人艇运动规划方法，其特征在于，所述步骤3)种求取可达路径点，方法如下：

根据无人艇所处的实时路径点和艏向角，以及无人艇运动的轨迹单元，利用轨迹单元的几何特征，获得从实时路径点所能到达的路径点和相应的船艏向；

根据所能到达的路径点，搜索可达的内层路径点，作为可达路径点；所述内层路径点为地图上以所处的实时路径点为中心的8个临近点。

3.根据权利要求1所述的基于轨迹单元的无人艇运动规划方法，其特征在于，所述步骤4)中的代价计算通过代价函数f(x)表示，具体如下：

f(x)＝g(x)+h(x)

其中，g(x)表示初始点到当前点的实际代价函数，是研究对象实际走过路径的代价值；h(x)为当前点到终点的启发式代价函数，是对剩下还未走路径的估计值；

其中，实际代价函数g(x)由距离代价函数d(x)和转舵代价函数s(x)构成，启发式代价函数h(x)由曼哈顿距离表示。