[发明专利]基于比较式随机路标图法的无人船舶局部路径规划方法

权利要求书

1.一种基于比较式随机路标图法的无人船舶局部路径规划方法，其特征在于，包括：

S1、依据预先确定的无人船舶航行的环境，获取环境信息；

S2、根据所述环境信息，以及无人船舶航行时的起始点、目标点，确定路标点个数K和局部路径避障优化所需要的最大迭代次数G；

S3、随机生成路标点个数K的各路标点的位置，将起始点、目标点和路标点两两连接，采用多目标碰撞检测方法获取初始船舶航行路径方案集合pop₀，所述初始船舶航行路径方案集合pop₀包括：多条所述无人船舶能够航行的路径；每一路径均在环境信息的地图内部且属于非障碍物区域；其中，所述初始船舶航行路径方案集合pop₀不是由A*算法搜索获取的；

S4、依据改进的遗传算法和所述最大迭代次数G对所述初始船舶航行路径方案集合pop₀进行迭代处理，获取迭代后的路径集合pop_m；

S5、获取迭代后的路径集合pop_m中每一条路径方案的适应度值；

S6、根据迭代后的路径集合pop_m中每一条路径方案的适应度值，选取用于输出的最短船舶航行路径方案；

步骤S3包括：

S31、依据所述环境信息，随机生成K个二维坐标，每一个二维坐标作为一个路标点位置；

S32、采用多目标碰撞检测法判断每一个路标点位置是否位于所述环境信息中非障碍物区域和地图内部，若是，则保留，否则舍弃该路标点位置；

S33、基于多目标碰撞检测法将起始点、目标点和任意个随机路标点组合形成多条路径；以及

判断组合后的每一条路径中任意两点之间的连线是否位于非障碍物区域，且是否属于地图内部；

若均是，则将判断的路径作为初始船舶航行路径方案集合pop₀中的元素；

步骤S33中的判断组合后的每一条路径中任意两点之间的连线是否位于非障碍物区域，且是否属于地图内部，包括：

获取连线与x轴正方向的夹角，根据所述夹角确定一个探索范围，

判断确定的探索范围是否包括障碍物区域，或者所述探索范围是否处于地图外部区域；

若不包括障碍物区域且也不处于地图外部区域，则该条路径作为初始船舶航行路径方案集合pop₀中的元素；

步骤S5包括：

根据公式(1)获取路径集合pop_m中每一条路径中拐点之间的间距和D；

其中，n为每一条路径拐点个数，所述路径拐点包括：起始点、目标点和路标点，x_j和y_j为路径拐点j的坐标，x_j+1和y_j+1为与路径拐点j相邻拐点j+1的坐标；

将间距和D的倒数作为该条路径的适应度值fit；