[发明专利]基于D*Lite优化算法的自主驾驶船舶航路规划方法

权利要求书

1.一种基于D*Lite优化算法的自主驾驶船舶航路规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、航行过程中自主驾驶船舶按照预设时间间隔获取环境信息，根据当前获取的环境信息和上一次获取的环境信息，若当前目标地图区域内的环境信息发生改变，判断自主驾驶船舶的目标路径点是否发生改变；

步骤S2、若目标路径点发生改变，更新目标路径点，将当前路径点作为起航点，根据更新后的目标路径点确定终止点，并根据当前目标地图区域内的环境信息、起航点和终止点，采用D*Lite算法规划自主驾驶船舶继续航行的路径；

所述目标地图区域为影响当前路径点和目标路径点间航路规划的地图区域；

在所述步骤S1之前，还包括：

步骤S01、航行起始时，获取自主驾驶船舶的初始路径点和目标路径点，并将初始路径点作为起航点，根据目标路径点确定终止点；

步骤S02、根据初始目标地图区域内的环境信息、起航点和终止点，采用D*Lite算法规划自主驾驶船舶的初始航行路径，使得自主驾驶船舶从初始路径点起沿初始航行路径航行；

根据初始目标地图区域内的环境信息、起航点和终止点，采用D*Lite算法规划自主驾驶船舶的初始航行路径，包括：

根据初始目标地图区域内的环境信息、起航点和终止点，基于预设的自主驾驶船舶安全边界，采用D*Lite算法规划自主驾驶船舶的初始航行路径；

在所述步骤S2之后，还包括：

步骤S3、判断自主驾驶船舶继续航行的路径是否达到预设最大步数，若未达到，自主驾驶船舶从当前时刻至下一次获取环境信息的时刻依据当前规划的航行路径航行；若达到，依据搜索半径扩大规则扩大D*Lite算法的搜索半径，重新根据当前目标地图区域内的环境信息、起航点和终止点，采用D*Lite算法规划自主驾驶船舶继续航行的路径，重复步骤S3；

所述步骤S3中，在自主驾驶船舶继续航行的路径未达到预设最大步数之后，自主驾驶船舶从当前时刻至下一次获取环境信息的时刻依据当前规划的航行路径航行之前，包括对自主驾驶船舶继续航行的路径进行平滑处理：

curr＝curr+alpha×(succ-curr)+beta×(pred-2×curr+succ)

其中，curr为当前路径点；alpha为位置变化系数，设为0～1；succ为当前路径点八邻域中的后继路径点；beta为船舶转向系数，设为0～1；pred为当前路径点八邻域中的前继路径点；

所述根据当前目标地图区域内的环境信息、起航点和终止点，采用D*Lite算法规划自主驾驶船舶继续航行的路径，包括：

从终止点开始，根据当前目标地图区域内的环境信息，通过增量式搜索至起航点；

增量式搜索过程中，根据当前目标地图区域内的环境信息、起航点和终止点，计算扩展节点周围八邻域内每一个节点的节点信息，并剔除障碍物节点及其相邻节点的节点信息；所述节点信息包括V_min(curr,goal)值、D(curr,start)值和K_curr值；

选取V_min(curr,goal)值最小的节点作为下一个扩展节点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据更新后的目标路径点确定终止点，包括：

判断更新后的目标路径点是否为障碍物路径点，若否，将更新后的目标路径点作为终止点；若是，根据当前目标地图区域的环境信息和更新后的目标路径点，选取距离更新后的目标路径点最近的港口靠离泊位置作为终止点。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据当前目标地图区域内的环境信息、起航点和终止点，采用D*Lite算法规划自主驾驶船舶继续航行的路径，包括：根据当前目标地图区域内的环境信息、起航点和终止点，基于预设的自主驾驶船舶安全边界，采用D*Lite算法规划自主驾驶船舶继续航行的路径。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：若目标路径点未发生改变，将当前路径点作为起航点，并根据当前目标地图区域内的环境信息、起航点和终止点，采用D*Lite算法规划自主驾驶船舶继续航行的路径。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据目标路径点确定终止点，包括：

判断目标路径点是否为障碍物路径点，若否，将目标路径点作为终止点；若是，根据当前目标地图区域的环境信息和目标路径点，选取距离目标路径点最近的港口靠离泊位置作为终止点。