[发明专利]一种面向两栖无人搜救器的智能路径规划及避障方法

说明书

本发明涉及自主路径规划和局部避障技术领域，具体地说，是一种面向两栖无人搜救器的智能路径规划及避障方法。主要包括：实时获取实际两栖工作环境的具体信息；完成对水空两栖环境的三维栅格地图建模，同时赋予每个栅格对应的障碍属性、能耗属性、耗时属性及安全系数属性；给定路径的起始点和目标点，根据环境模型存储对应属性信息，基于改进A*算法和搜索策略相结合的方式，完成全局路径的自主规划；通过使用图像自主识别单元实时观测设备周围环境，若一定范围内存在障碍物，刷新地图信息并于当前点进行二次路径规划，覆盖原定路径进而实现局部避障功能；在两栖飞(航)行器到达制定目标点后向后方指挥中心发送信息并实时传输当前位置及其他信息，同时接收后方发出指令信号。

技术领域

本发明涉及自主路径规划和局部避障技术领域，具体地说，是一种面向两栖无人搜救器的智能路径规划及避障方法。

背景技术

目前国内水域搜救工作主要是依靠工作人员驾驶巡逻船艇进行，或者接到人员落水报告后调度人员和船艇进行应急处理，这种方式存在巡逻周期长、频次低、搜救等待时间长等问题，水空两栖无人搜救飞(航)行器的出现为国内水上搜救工作提供了一种低成本的小型水域辅助搜救设备。

但就目前现状而言，两栖无人搜救飞(航)行器的使用多数需要人为操控，自动化和智能化程度较低，在作业过程中对于操控人员的把控能力要求较高，同时无法根据实际要求和情况限制做出正确的路径规划，自动化和智能化程度较低。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种面向两栖无人搜救器的智能路径规划及避障方法，逻辑合理，实用性强，解决现有的两栖无人搜救飞(航)行器自动化、智能化程度较低的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的具体技术方案如下：

一种面向两栖无人搜救器的智能路径规划及避障方法，包括如下步骤：

S1、获取实际两栖工作环境具体信息；

S2、完成两栖环境的三维栅格地图建模，同时赋予每个栅格对应的障碍属性、能耗属性、耗时属性及安全系数属性；

S3、给定起始点和目标点，根据环境模型存储属性信息，基于改进A*算法和搜索策略相结合的方式，完成全局路径的自主规划；

S4、通过图像自主识别单元若检测到设备一定范围内存在障碍物，刷新地图信息并于当前点进行二次规划，刷新原定路径完成避障；

S5、到达指定目标点后向后方指挥中心发送信号并实时传输当前位置及其他信息。

本发明进一步改进，所述S1步骤具体包括：

S101、通过作业环境当地海事部门监测中心，获取当前水域过往船舶尺寸及坐标位置信息、水域暗礁位置信息、危险水域(风浪较大或存在旋涡)位置信息；

S102、通过坐标系转换的方式，将获取的实际环境中各障碍、不可行区域位置信息根据其实际大小转换至两栖飞(航)行器的位置坐标系中。

本发明进一步改进，所述S2步骤中两栖环境的三维建模和栅格属性定义过程具体包括：

S201、将两栖工作环境近似看做等比例大小的长方体，按照一定尺寸划分成均匀且规则的三维栅格；

S202、鉴于两栖环境的特殊性，赋予不同的栅格以不同的状态属性：

若栅格所处位置存在障碍物，称为障碍栅格，飞(航)行器可通过，反之则为自由栅格，飞(航)行器不可通过；