[发明专利]一种无人艇路径规划算法的仿真方法和系统

权利要求书

1.一种无人艇路径规划算法的仿真方法，其特征在于，包括步骤如下：

(1)初始化仿真目标列表，确定仿真目标列表中各个目标的状态信息，状态信息包括目标类型、大小、初始位置和速度，并定义当前时刻为t_n时刻，初始状态下n＝0；

(2)记录t_n时刻对应的仿真目标列表中各个目标的状态信息；

(3)采用路径规划算法，根据输入的任务路径和仿真目标列表中各个目标的t_n时刻状态信息，计算出规划路径；

(4)利用运动仿真方法，根据规划路径和仿真目标列表中各个目标的t_n时刻的状态信息，计算出仿真目标列表中各个目标在t_n+1时刻的状态信息；

(5)令n＝n+1；

若未收到结束指令，则延迟Δt时间后跳转到步骤(2)中继续执行；

若收到结束指令，则记录t_n时刻对应的仿真列目标列表中各个目标的状态信息，方法结束；

步骤(4)中，利用运动仿真方法计算仿真目标列表中各个目标t_n+1时刻状态的方法如下：

(4.1)设定i的初始值为1；

(4.2)更新仿真目标列表中第i个目标的状态信息；

(4.3)如果i+1小于等于m，则i＝i+1，重复步骤(4.2)；

如果i+1大于m，则更新完毕；

步骤(4.2)中，更新仿真目标列表中第i个目标的状态信息的方法如下：

根据仿真目标列表中各个目标的类型不同，采用不同的更新方法，具体如下：

各个目标的目标长轴距离、目标短轴距离和类型不改变；

仿真程序控制目标的状态信息更新方程如下：

其中，表示t_n+1时刻第i个目标状态信息；表示t_n+1时刻第i个目标的北向速度；表示t_n+1时刻第i个目标的东向速度；表示t_n+1时刻第i个目标的北向坐标；

表示t_n+1时刻第i个目标的东向坐标；

对于路径规划算法控制目标，将步骤(3)的规划路径和第i个目标的t_n时刻的状态信息输入无人艇运动模型，计算t_n+1时刻的第i个目标的状态信息：

对于有人控制目标，通过有人控制信号改变有人控制目标的北向速度和东向速度，其具体方法为：

a＝tan2(v_n，v_e)+ΔR-ΔL

其中，v_n为目标的北向速度、v_e为目标东向速度；v和a分别表示改变后的目标合速度和运动方向；分别表示改变后的目标北向速度和东向速度；ΔF、ΔB分别对应目标前、后向的速度增量；ΔR、ΔL分别对应目标左、右向的角速度增量；增量值大小等于外部设备输入的增量大小；

其中，ReLU函数的公式为：

x为自变量；

t_n+1时刻的第i个目标的状态信息为：

其中，表示t_n时刻第i个目标改变后的北向速度；表示t_n时刻第i个目标改变后的东向速度。