[发明专利]基于快速移动萤火虫算法的无人船舶局部路径规划方法

权利要求书

1.一种基于快速移动萤火虫算法的无人船舶局部路径规划方法，其特征在于，包括：

S1、根据电子海图获取不可航行区域S和目标点；

S2、获取无人船舶当前位置(x₀,y₀)，利用所述无人船舶当前位置(x₀,y₀)和目标点获取预测路径点(x₁,y₁)；

S3、判断预测路径点(x₁,y₁)是否属于不可航行区域S和所述预测路径点(x₁,y₁)是否为目标点，若所述预测路径点(x₁,y₁)不属于不可航行区域S且不是目标点，则无人船舶行驶至预测路径点，并返回步骤S2；

S4、若步骤S3中所述预测路径点(x₁,y₁)属于不可航行区域S且不是目标点，则初始化迭代次数k等于1，并利用预设范围限定参数θ随机生成预设值N_fires个待规划路径点，获取引导每一待规划路径点向接近目标点且远离不可航行区域S移动的目标函数值Lightn(i)，将目标函数值Lightn(i)最大值对应的待规划路径点作为引导路径点(x_{l_max},y_{l_max})；

S5、利用前一次迭代确定引导路径点与每一待规划路径点的欧式距离d更新每一待规划路径点，将迭代次数k增加预设值1并采用步骤S4的方式获取更新迭代后的引导路径点；

S6、直至迭代次数k等于预设最大迭代次数gen，将最大迭代次数gen对应的引导路径点作为最终的引导路径点；

S7、无人船舶行驶至最终的引导路径点并返回步骤S2；

步骤S4中获取目标函数值Lightn(i)包括：

利用公式六获取每个待规划路径点与每个障碍物距离的第一目标函数值Dfo(i,j)，利用公式七获取每个待规划路径点与目标点距离的第二目标函数值Dfg(i)，利用公式八至公式十获取引导无人船舶接近目标点且远离不可航行区域S的第三目标函数值Lightn(i)；

公式六：

公式七：

公式八：

公式九：

公式十：

其中，x_n (i) 和 y_n(i) 为待规划路径点的横坐标和纵坐标，obstacles_x(j)和obstacles_y(j)分别为障碍的横坐标和纵坐标，target_x和target_y分别为目标点的横坐标和纵坐标，min_Dfo为第一目标函数值Dfo(i,j)中的最小值，k1为预设避碰系数，k2为预设最短路径系数，i为路径点的索引，j为障碍物的索引，1≤j≤size_obstacles，size_obstacles为障碍物个数。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S1前还包括：

S0、预先初始化快速移动萤火虫算法的参数，包括：萤火虫的种群大小N_fires，避碰系数k1，最短路径系数k2，最大迭代次数gen、步长参数α，最大吸引力β₀和光强吸收率γ。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤S1中，包括获取障碍物中心位置坐标集合obstacles、障碍物个数size_obstacles，每个障碍物的半径、无人船舶的船长L和目标点，并利用所述障碍物中心位置坐标集合obstacles、每个障碍物的半径和无人船舶的船长L获取不可航行区域S。