[发明专利]一种无人艇路径规划算法的仿真方法和系统

说明书

本发明提供了一种无人艇路径规划算法的仿真方法和系统，具有仿真过程记录功能，仿真运动目标路径显示功能，自主避障算法规划路径显示，无人艇实艇运动学模型。可模拟无人艇在于其他船只发生交叉、相遇、追越、对抗等需要进行避让的场景。仿真结束后可以通过仿真记录进行回放。改仿真系统方法具有场景可自由编辑，仿真过程可视化，仿真过程中可人为干预等特点。

技术领域

本发明涉及一种无人艇路径规划算法的仿真方法和系统，属于无人艇智能领域。

背景技术

近年来无人智能领域迅速发展，无人艇的价值逐步被军方和民用市场所看重。目前，无人艇自主驾驶技术已经突破特定场景下的自主作业能力，但在复杂和多变环境中作业问题的成熟解决方案中，仍在积极的探索之中。其中重要的难点在无人艇对周围环境的感知能力。

无人艇自主避障算法通过多传感器组合，进行多目标复杂地形的态势构建后，根据任务路径进行动态路径规划。目前，主要的测试方法为实艇测试方法与虚拟仿真方法，但实艇测试存在需要耗费大连人力物力且开发效率低的缺点，目前虚拟仿真方法中很少有针对无人艇研发的方案，且没有加入实艇模型和人为因素的影响。因此需要一种能够考虑到无人艇自身运动特性、人为印度和多目标计算的无人艇自主路径避障规划算法用仿真系统方法

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种无人艇自主路径避障规划算法的仿真方法，可模拟无人艇在于其他船只发生交叉、相遇、追越、对抗等需要进行避让的场景，仿真效果更佳贴近实际。

本发明所采用的技术方案是：一种无人艇路径规划算法的仿真方法，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。

所述步骤(1)中：

仿真目标列表形式为S＝{s₁,s₂,s₃,…,s_m}，

其中，s_i表示仿真目标列表中第i个仿真目标的状态信息，m表示仿真目标总数；i＝1,2,3,…,m；

其中，s_i的分量形式为：

其中，v_n为目标的北向速度、v_e为目标东向速度、p_n为目标北向坐标、p_e为目标东向坐标，s_a为目标长轴距离，s_b为目标短轴距离，k为目标类型；

目标类型包括：仿真程序控制目标、路径规划算法控制目标和有人控制目标；

在一个仿真过程目标仿真列表中目标数量m≥2，且至少有一个路径规划算法控制目标的目标。