[发明专利]一种无人艇用自主避障融合方法和系统

权利要求书

1.一种无人艇用自主避障融合方法，其特征在于，包括：

获取多个不同传感器的检测结果，将各传感器的检测结果记作：其中，K表示传感器的数量，N(k)表示第k个传感器检测到目标的数量，表示第k个传感器探测到的第i个目标；

确定每个传感器检测到的所有目标的预测位置、伴随点和强度；

根据确定的每个传感器检测到的所有目标的预测位置、伴随点和强度，构建环境栅格地图；

根据构建出的环境栅格地图，选用Field D*算法进行路径规划；

其中：

目标的预测位置通过如下公式解算得到：

其中，表示第k个传感器探测到的第i个目标距无人艇的距离，t_max表示融合算法的最大预测时间，c_t表示预测时间衰减因子，和分别表示目标在东北天坐标系中的x轴和y轴的坐标位置，和分别表示目标在东北天坐标系中的x轴和y轴上的速度分量，表示目标的测量精度，x轴指向东方向，y轴指向北方向；

目标的强度f_i^k通过如下公式解算得到：

其中，f_max表示探测强度的最大值，c_f表示强度衰减因子；

目标的伴随点通过如下公式解算得到：

其中，c_v为预测常数表示，和分别表示伴随点在东北天坐标系中的x轴和y轴的坐标位置，r_i^k表示目标的威胁半径；

根据确定的每个传感器检测到的所有目标的预测位置、伴随点和强度，构建环境栅格地图，包括：

创建空白栅格地图；其中，空白栅格地图的行数为h像素，列数为w像素，每个像素宽对应于实际距离为a米，最大高强度为f_max，每个像素的初始值为0；

将确定的每个传感器检测到的所有目标的预测位置、伴随点和强度叠加到空白栅格地图中，得到环境栅格地图，包括：

空白栅格地图采用OMN坐标系；其中，OMN坐标系的原点位于空白栅格地图的左上角，坐标为(0,0)，向左表示M轴正方向，向下表示N轴正方向，p_m,n＝(m,n)为OMN坐标系中的任一点，m的取值范围为[0,w)，n的取值范围为[0,h)；

有：

其中，

计算出空白栅格地图中每一点的像素值，完成环境栅格地图的构建。

2.根据权利要求1所述的无人艇用自主避障融合方法，其特征在于，目标的分量形式为：

3.一种无人艇用自主避障融合系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取多个不同传感器的检测结果，将各传感器的检测结果记作：其中，K表示传感器的数量，N(k)表示第k个传感器检测到目标的数量，表示第k个传感器探测到的第i个目标；

解算模块，用于确定每个传感器检测到的所有目标的预测位置、伴随点和强度；

环境栅格地图构建模块，用于根据确定的每个传感器检测到的所有目标的预测位置、伴随点和强度，构建环境栅格地图；

路径规划模块，用于根据构建出的环境栅格地图，选用Field D*算法进行路径规划；

其中：

目标的预测位置通过如下公式解算得到：

其中，表示第k个传感器探测到的第i个目标距无人艇的距离，t_max表示融合算法的最大预测时间，c_t表示预测时间衰减因子，和分别表示目标在东北天坐标系中的x轴和y轴的坐标位置，和分别表示目标在东北天坐标系中的x轴和y轴上的速度分量，表示目标的测量精度，x轴指向东方向，y轴指向北方向；

目标的强度f_i^k通过如下公式解算得到：

其中，f_max表示探测强度的最大值，c_f表示强度衰减因子；

目标的伴随点通过如下公式解算得到：

其中，c_v为预测常数表示，和分别表示伴随点在东北天坐标系中的x轴和y轴的坐标位置，r_i^k表示目标的威胁半径；

环境栅格地图构建模块，具体用于：

创建空白栅格地图；其中，空白栅格地图的行数为h像素，列数为w像素，每个像素宽对应于实际距离为a米，最大高强度为f_max，每个像素的初始值为0；

将确定的每个传感器检测到的所有目标的预测位置、伴随点和强度叠加到空白栅格地图中，得到环境栅格地图，包括：

空白栅格地图采用OMN坐标系；其中，OMN坐标系的原点位于空白栅格地图的左上角，坐标为(0,0)，向左表示M轴正方向，向下表示N轴正方向，p_m,n＝(m,n)为OMN坐标系中的任一点，m的取值范围为[0,w)，n的取值范围为[0,h)；

有：

其中，

计算出空白栅格地图中每一点的像素值，完成环境栅格地图的构建。