[发明专利]一种多无人艇协同遍历路径规划方法及系统

说明书

本发明涉及一种多无人艇协同遍历路径规划方法及系统，涉及多机器人路径规划技术领域，包括确定待测绘海域地图；对待测绘海域地图进行离散化处理以获取栅格地图；根据栅格地图确定可遍历栅格点和障碍栅格点；采用K‑means++算法对可遍历栅格点进行聚类处理以确定多个相互连通路径点区域；相互连通路径点区域的个数与无人艇的个数相同；采用优先级启发式路径规划约束条件，对每个相互连通路径点区域内无人艇的行驶路径进行规划；一个相互连通路径点区域配置一个无人艇；优先级启发式路径规划约束条件为行驶路径按照优先级从高到低顺序进行规划的条件。本发明能够高效快速的完成测绘海域分配以及测绘海域内遍历路径规划。

技术领域

本发明涉及多机器人路径规划技术领域，特别是涉及一种多无人艇协同遍历路径规划方法及系统。

背景技术

海洋资源开发是当前经济建设和科技发展的重要方向，其中一项重要任务是对岛礁海域的地质数据的自主测绘。无人扫测艇是一种新型智能自主测绘装备，具有路径跟随稳定、机动性强等优点。

在一些复杂且广阔的岛礁环境，使用单个无人扫测艇时会存在测绘时间较长且系统鲁棒性较差的缺陷，无法应对复杂海洋环境。因此，急需一种技术方案能够使用多个无人扫测艇进行协同测绘，提高整体测绘效率，实现高效测绘的同时可以应对出现单个无人扫测艇故障等突发状况，体现多无人扫测艇系统的鲁棒性。

发明内容

本发明的目的是提供一种多无人艇协同遍历路径规划方法及系统，能够高效快速的完成测绘海域分配以及测绘海域内遍历路径规划，具有计算量小、适应性强的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种多无人艇协同遍历路径规划方法，包括：

确定待测绘海域地图；

对所述待测绘海域地图进行离散化处理以获取栅格地图；

根据所述栅格地图，确定可遍历栅格点和障碍栅格点；

采用K-means++算法对所述可遍历栅格点进行聚类处理以确定多个相互连通路径点区域；所述相互连通路径点区域的个数与无人艇的个数相同；

采用优先级启发式路径规划约束条件，对每个所述相互连通路径点区域内无人艇的行驶路径进行规划；一个所述相互连通路径点区域配置一个所述无人艇；所述优先级启发式路径规划约束条件为行驶路径按照优先级从高到低顺序进行规划的条件。

可选的，所述根据所述栅格地图，确定可遍历栅格点和障碍栅格点，具体包括：

采用扫描线多边形算法对所述栅格地图进行处理以确定可遍历栅格点和障碍栅格点。

可选的，所述采用优先级启发式路径规划约束条件，对每个所述相互连通路径点区域内无人艇的行驶路径进行规划，具体包括：

确定优先级启发式路径规划约束条件；所述优先级启发式路径规划约束条件包括第一优先级、第二优先级、第三优先级以及第四优先级，且所述第一优先级的优先级高于所述第二优先级的优先级，所述第二优先级的优先级高于所述第三优先级的优先级，所述第三优先级的优先级高于所述第四优先级的优先级；所述第一优先级对应的区域为所述相互连通路径点区域的上方，所述第二优先级对应的区域为所述相互连通路径点区域的下方，所述第三优先级对应的区域依次为所述相互连通路径点区域的左上方、左方和左下方，所述第四优先级对应区域的依次为所述相互连通路径点区域的右上方、右方和右下方；

采用所述优先级启发式路径规划约束条件，对每个所述相互连通路径点区域内无人艇的行驶路径进行规划。

可选的，还包括：

在无人艇路径遍历过程中，采用动态栅格法对所述相互连通路径点区域进行动态描述，以确定已遍历栅格点和未遍历栅格点；