[发明专利]一种依次巡查多个目标位置的无人水面艇路径规划方法

权利要求书

1.一种依次巡查多个目标位置的无人水面艇路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)使用栅格法对电子海图中的障碍物信息进行环境建模；

(2)对每个目标点搜索与其最近的非障碍物位置；所述目标点在海上的能够通行区域，或在大陆、岛屿上的无法通行区域；

(3)使用启发式搜索方法对步骤(2)获得的能够通行区域上的路径点对依次应用路径规划搜索。

2.根据权利要求1所述的依次巡查多个目标位置的无人艇路径规划方法，其特征在于，所述步骤(1)具体步骤包括：

(1-1)依据所需规划的区域的信息，使用栅格法建立初始的内部环境地图；

(1-2)从电子海图中读取大陆、岛屿的无法通行的区域的信息；

(1-3)对获取到的障碍物信息，在内部环境地图上进行表示。

3.根据权利要求1所述的依次巡查多个目标位置的无人艇路径规划方法，其特征在于，所述步骤(2)搜索与各个指定目标位置最近的能够通行位置，具体包括：

(2-1)创建列表freetargets，并初始化为空；

(2-2)初始化队列queue，获取第一个目标点的位置信息，并将其加入队列queue；

(2-3)尝试从队列queue中获取节点cur；

(2-4)判断该节点是否处于无法通行区域，是则继续执行，否则转到步骤(2-6)；

(2-5)将该节点的相邻节点加入队列queue，之后转至步骤(2-3)；

(2-6)将当前节点添加到列表freetargets中；

(2-7)判断是否存在下一个目标点，如果存在继续执行，否则退出；

(2-8)清空队列queue，并将下一个目标点加入队列queue，之后转至步骤(2-3)。

4.根据权利要求1所述的依次巡查多个目标位置的无人艇路径规划方法，其特征在于，所述步骤(3)中，使用Theta*这种保证最终路径和实际路径相差不大的启发式搜索方法对步骤(2)获得的能够通行的目标位置freetargets中的相邻的路径点依次应用路径规划搜索，具体包括：

(3-1)创建列表path，并初始化为空，并设置当前的目标点为起始点S，下一个目标点为终止点E；

(3-2)创建OPEN和CLOSED表，并将它们初始化为空；

(3-3)将起始点S放入到OPEN表内；

(3-4)从OPEN表中选出估计总代价值最小的节点作为当前点x，并将其从OPEN表移到CLOSE表中；

(3-5)判断当前点x是否为终点E，是则继续执行，否则转至步骤(3-9)；

(3-6)依据回溯法得到最终的完整路径，并将这些路径点都加入到列表path中；

(3-7)设置下一个目标点为当前点，判断是否存在下一个目标点，是则继续执行，否则退出；

(3-8)清空OPEN和CLOSED表，并设置当前的目标点为起始点S，下一个目标点为终止点E；

(3-9)对当前节点x的相邻点进行搜索，如果搜索点y不再OPEN或者CLOSE表中，则继续执行，否则转至步骤(3-11)；

(3-10)计算搜索点y的估计总代价值，将其加入到OPEN表中，并记录其父节点为x；

(3-11)判断当前节点x的父节点x'与搜索点y之间是否存在障碍物，如果存在继续执行，否则转至步骤(3-13)；

(3-12)直接比较经过当前节点x到达遍历点y的实际代价与之前遍历点y的实际代价，如果经过节点x的实际代价更小，则更新表中的代价，并将节点y的父节点指向x，之后转至步骤(3-4)；

(3-13)将经过当前节点父节点x'到达遍历点y的实际代价和之前遍历点y的实际代价相比，如果前者的值更小，则更新表中的代价，并将节点y的父节点指向x'，之后转至步骤(3-4)。