[发明专利]基于人工势场算法的路径规划方法、装置及存储介质

说明书

本发明公开了一种基于人工势场算法的路径规划方法、装置及存储介质，涉及路径规划领域，基于人工势场算法的路径规划方法包括以下步骤：获取监控领域内的障碍物运动速度以及障碍物位置；根据所述障碍物运动速度和所述障碍物位置确定所述障碍物的运动轨迹；根据所述障碍物运动速度、所述障碍物位置以及所述障碍物的运动轨迹建立势场函数；根据所述势场函数规划路径。通过结合障碍物的运动轨迹来建立势场函数，使得船舶在障碍物密集区域航行时能够避免与动态障碍物发生意外碰撞。

技术领域

本发明涉及路径规划领域，尤其涉及一种基于人工势场算法的路径规划方法、装置及存储介质。

背景技术

在船舶航行过程中，当在船舶一定区域内出现多个障碍物时，需要对航行进行快速搜索，在此引入人工势场(APF)算法，采用人工势场算法在存在多个障碍物情况下能快速给出规避当前障碍物的路径。但是，人工势场算法给出的路径一般为方向参考，没有考虑到船舶以及海面障碍物的实时情况，当海面出现多个实时运动的障碍物时，往往容易发生意外碰撞。

发明内容

为了解决上述技术问题的至少之一，本发明提出一种基于人工势场算法的路径规划方法、装置及存储介质，能够减少船舶与海面运动障碍物发生意外碰撞。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于人工势场算法的路径规划方法，包括以下步骤：

获取监控领域内的障碍物运动速度以及障碍物位置；

根据所述障碍物运动速度和所述障碍物位置确定所述障碍物的运动轨迹；

根据所述障碍物运动速度、所述障碍物位置以及所述障碍物的运动轨迹建立势场函数；

根据所述势场函数规划路径。

在一些实施例中，所述根据所述障碍物运动速度和所述障碍物位置确定所述障碍物的运动轨迹包括以下步骤：

获取障碍物的高斯分布预测模型；

将所述障碍物位置和所述障碍物运动速度代入所述高斯分布预测模型确定所述障碍物的运动轨迹。

在一些实施例中，所述根据所述障碍物运动速度、所述障碍物位置以及所述障碍物的运动轨迹建立势场函数包括以下步骤：

获取船舶速度、船舶位置以及目标点位置；

根据所述船舶位置与所述目标点位置建立引力势场函数；

根据所述船舶位置与所述障碍物位置建立第一斥力势场函数；

根据所述障碍物运动轨迹、所述船舶速度与所述障碍物运动速度建立第二斥力势场函数；

根据所述引力势场函数、所述第一斥力场函数和所述第二斥力场函数建立所述势场函数。

在一些实施例中，所述引力势场的表达式为：

其中，q表示表示船舶位置的坐标，q_g表示目标点位置的坐标，ρ表示船舶到目标点之间的直线距离，k_att为引力势场系数。

在一些实施例中，所述第一斥力势场函数的表达式为：

其中，η为第一斥力势场系数，ρ₀为设置的斥力影响距离，ρ₀(q)表示船舶位置到障碍位置之间的直线距离。

在一些实施例中，所述根据所述障碍物的运动轨迹、所述船舶速度与所述障碍物运动速度建立第二斥力势场函数包括以下步骤：

根据所述障碍物的运动轨迹确定运动障碍物的影响范围；