[发明专利]船舶路径规划方法、系统和存储介质

权利要求书

1.一种船舶路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取船舶航行的多个目标点；

采用遗传算法计算船舶航行所述多个目标点的排列顺序；

根据所述排列顺序，对船舶航行进行单目标路径规划，得到规划路径；

对所述规划路径进行B样条插值，得到船舶航行的优化路径；

将所述优化路径作为船舶航行的目标路径；

其中，所述对所述规划路径进行B样条插值，得到船舶航行的优化路径，包括：

获取规划路径上的目标点，i=0,1,2,……,N；

每两个相邻目标点的x坐标之间构成一个子区间，共有n个子区间，n=N-1；

确定子区间上的路径曲线函数为；

根据所述路径曲线函数确定船舶航行的优化路径；

其中，所述路径曲线函数如公式（1）：

公式1

在公式1中，；；；；通过公式2-公式6求解得到：

公式2

公式3

公式4

公式5

公式6。

2.根据权利要求1所述的一种船舶路径规划方法，其特征在于，所述采用遗传算法计算船舶航行所述多个目标点的排列顺序，包括：

根据所述多个目标点的个数和种群个数生成初始化种群，所述初始化种群包括多种排列顺序；

采用适度函数计算所述初始化种群内每种排列顺序的适应度；

选取所述初始化种群内的适应度满足第一预设要求的排列顺序作为排列种群；

将所述排列种群添加到所述初始化种群，得到待处理种群；

选取所述待处理种群内适应度满足第二预设要求的排列顺序作为第二代种群；

当所述第二代种群满足收敛条件，在所述第二代种群内选取排列顺序作为目标排列顺序。

3.根据权利要求2所述的一种船舶路径规划方法，其特征在于，所述在所述第二代种群内选取排列顺序作为目标排列顺序，其具体为：

在所述第二代种群内选取适应度最高的排列顺序作为目标排列顺序。

4.根据权利要求1所述的一种船舶路径规划方法，其特征在于，所述根据所述排列顺序，对船舶航行进行单目标路径规划，得到规划路径，其具体为：

根据所述排列顺序，采用A星算法对船舶航行进行单目标路径规划，得到规划路径。

5.根据权利要求4所述的一种船舶路径规划方法，其特征在于，所述根据所述排列顺序，采用A星算法对船舶航行进行单目标路径规划，得到规划路径，包括：

创建第一列表和第二列表，所述第一列表中包括所述排列顺序的起点；

获取所述第一列表中第一代价值最小的目标点作为待比较目标点；

将所述待比较目标点存入所述第二列表；

判断所述待比较目标点是否为路径终点，若是，则输出规划路径；反之，则执行循环步骤；

所述循环步骤包括：

获取所述待比较目标点的相邻目标点；

当所述相邻目标点位于所述第一列表，计算所述相邻目标点经过所述待比较目标点到达路径起点的第二代价值；

当所述第二代价值小于所述相邻目标点的第一代价值，将所述第二代价值替换所述相邻目标点的第一代价值，将所述待比较目标点替换所述相邻目标点的父节点。

6.根据权利要求5所述的一种船舶路径规划方法，其特征在于，所述循环步骤还包括：

当所述相邻目标点位于所述第一列表之外的其他列表，将所述相邻目标点存入所述第一列表，将待比较目标点作为所述相邻目标点的父节点；

计算所述相邻目标点的经过所述待比较目标点到达路径起点的第一代价值。