[发明专利]一种基于栅格化电子海图的无人艇航路规划方法

说明书

本发明公开了一种基于栅格化电子海图的无人艇航路规划方法，包括以下步骤：1)对电子海图进行离散栅格化操作,将电子海图划分为具有二值信息的网格单元，并对栅格进行编码；2)通过栅格化电子海图获得栅格化的障碍物信息；3)建立open表和close表两个数据结构；其中，open表存储已经计算但没有扩展的节点，用close表存储已经扩展和将要扩展的节点；所述节点为各个栅格的中心点；4)设定启发函数，估计各个搜索节点的代价，通过比较各个节点的估计代价值，选择代价最小的节点扩展，直到找到目标点。本发明提供了一种基于栅格化电子海图的无人艇航路规划方法。

技术领域

本发明涉及无人艇路径规划技术，尤其涉及一种基于栅格化电子海图的无人艇航路规划方法。

背景技术

水面无人艇作为一种无人操作的舰艇，具有体积小、航速快、机动性强、模块化等特点，可用于执行危险以及不适于有人船只执行的任务，签于上述特点，近年来，水面无人艇在军事及民用领域愈发获得人们重视，而自主路径规划是决定无人艇能否进行工程应用的重要因素，快速有效的规划路径才能保证无人艇海上航行的安全性，基于此，提出一种基于栅格化电子海图的航路规划方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于栅格化电子海图的无人艇航路规划方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于栅格化电子海图的无人艇航路规划方法，包括以下步骤：

1)对电子海图进行离散栅格化操作,将电子海图划分为具有二值信息的网格单元，并对栅格进行编码；所述二值信息为对每个栅格赋值，无人艇可达为1，不可达为0；

2)通过栅格化电子海图获得栅格化的障碍物信息；

3)建立open表和close表两个数据结构；其中，open表存储已经计算但没有扩展的节点，用close表存储已经扩展和将要扩展的节点；所述节点为各个栅格的中心点；

4)设定启发函数，估计各个搜索节点的代价，通过比较各个节点的估计代价值，选择代价最小的节点扩展，直到找到目标点；目标点为路径终点；

每次迭代从open表中取出航路估计代价f(i)最小的节点，将其插入close表，判断点是否为目标点，若是，规划结束，通过父节点生成航路；若不是，则扩展该节点生成一组子节点维护open表和close表；所述子节点为该节点的8个邻接方位节点。

按上述方案，所述步骤1)中对栅格进行编码采用直角坐标法或序号法。

按上述方案，所述步骤1)中栅格的宽度为0.5m。

按上述方案，所述步骤4)中启发函数采用theta star函数。

按上述方案，所述步骤4)中启发函数中的预估距离为当前位置到目标位置的欧式距离。

本发明产生的有益效果是：本发明提供了一种基于栅格化电子海图的无人艇航路规划方法，以满足无人艇在水上自主航行时的路径选取需求，并完成静态避障任务，该算法同样适用于有人舰船的自主航路规划和静态避障。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例的方法流程图；

图2是本发明实施例的栅格的编码示意图；

图3是本发明实施例的电子海图栅格化示意图；

图4是本发明实施例的基于栅格化电子海图的路径规划示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。