[发明专利]一种佩戴空气呼吸器人员执行既定任务的路径规划方法

权利要求书

1.一种佩戴空气呼吸器人员执行既定任务的路径规划的方法，其特征在于：该方法具体实现步骤如下：

1)录入佩戴空气呼吸器人员的基本信息参数、空呼基本参数和充气条件；

其中，佩戴空气呼吸器人员的基本信息参数包括：人员静止状态耗气率Y₀、佩戴空气呼吸器的活动强度下人员行进速度v、动静心率比r、上/下楼梯的时间h、独立完成某类任务的时间t、根据该人员在佩戴空气呼吸器下在任务现场活动情况得到的耗气率变化量Y_b＝f(x)，b为活动强度代号；

其中，空呼基本参数包括空呼初始气压P₀；

2)对蚁群算法基本参数m，n，α，β，ρ等初始化，令迭代次数N_c＝0，初始时刻每条路径上的信息素浓度τ_ij(t)＝C，C为常数，Δτ_ij(t)＝0，设置最大迭代次数N_cmax；

3)对禁忌表、选项表初始化，令N_c＝N_c+1，从第一只蚂蚁开始依次进入循环；

4)判断选项表是否为空，即是否执行完所有任务；若为空，使蚂蚁返回起点，执行步骤9)，若不为空，执行步骤5)；

5)蚂蚁k(k＝1,2,…,m)根据计算启发函数公式选择一任务点a_j，判断去往该点的活动强度变化情况，并调用相应的人员在不同活动强度下的常态参数及耗气率变化量计算公式；

6)判断以空呼当前气压P对应的气体量，人员能否安全到达该点执行任务并返回起点，若可以执行步骤7)，若不可以蚂蚁k返回起点补充气体，重新执行步骤5)；

7)蚂蚁k到任务点a_j执行任务并记录路径轨迹L_ij，计算在此路径上所用的时间T_ij和消耗的气压P′，令P＝P-P′，把任务点j移入禁忌表执行步骤8)，；

8)更新禁忌表、选项表，返回步骤4)；

9)此时蚂蚁k已经完成了所有工作且处于起点位置，即完成一次循环；根据蚂蚁走过的任务点顺序记录本次循环的路径轨迹L_k，计算所用时间T_k以及分别在水平与垂直方向上经过的距离D_k和H_k；

10)判断N_c≥N_cmax是否成立，若成立执行步骤11)，若不成立，按照计算信息素更新公式更新所有路径上的信息素，执行步骤3)；

11)输出对应的最优路径L_k的各项信息，循环结束。

2.根据权利要求1所述的一种佩戴空气呼吸器人员执行既定任务的路径规划的方法，其特征在于：所述的计算启发函数公式，具体如下：

蚁群算法中，处于任务点i的蚂蚁k在t时刻转移到任务点j的可能性用状态转移概率表示，计算方式如下：

τ_ij(t)——t时刻L_ij上的信息素浓度；

η_ij(t)——启发函数，表示蚂蚁在t时刻从任务点i转移到任务点j的期望值，与两任务点间距离成反比，有

α——信息启发因子，常数，通过信息素浓度表示蚂蚁走过的路的重要程度；

β——期望启发因子，常数，表示路径本身能够启示蚂蚁做出选择的重要程度；

allowed_k——蚂蚁k接下来可以选择的任务点，在此称为选项表；与选项表对应的是禁忌表tabu_k，它表示蚂蚁已经到过的任务点，禁忌表与选项表之间的关系表示为：allowed_k＝{A-tabu_k}。