[发明专利]一种海空协同水下目标追踪的路径规划系统及方法

权利要求书

1.一种海空协同水下目标追踪的路径规划系统，其特征在于，包括空中监测设备集群、海面监测设备集群以及海下监测设备集群，其中：

所述空中监测设备集群，用于获取探测目标的目标位置信息，根据所述目标位置信息沿海面监测设备航道进行第一路径规划，构建包含所述目标位置信息和海面监测设备航道中所有障碍物信息的水面航行区域图，并将所述水面航行区域图传递至所述海面监测设备集群；

所述海面监测设备集群，用于根据所述水面航行区域图和自身位置信息，沿所述海面监测设备航道进行第二路径规划，到达所述探测目标的临近区域，并对所述临近区域的水下环境进行探测，构建水下障碍物环境图，并将所述水下障碍物环境图传递至所述海下监测设备集群；

所述海下监测设备集群，用于根据所述水下障碍物环境图，进行第三路径规划，追踪至所述探测目标的位置，以完成追踪任务。

2.一种海空协同水下目标追踪的路径规划方法，其特征在于，基于根据权利要求1所述的海空协同水下目标追踪的路径规划系统，包括：

获取探测目标的目标位置信息，根据所述目标位置信息沿海面监测设备航道进行第一路径规划，构建包含所述目标位置信息和海面监测设备航道中所有障碍物信息的水面航行区域图，并将所述水面航行区域图传递至海面监测设备集群；

根据所述水面航行区域图和自身位置信息，沿所述海面监测设备航道进行第二路径规划，到达所述探测目标的临近区域，并对所述临近区域的水下环境进行探测，构建水下障碍物环境图，并将所述水下障碍物环境图传递至海下监测设备集群；

根据所述水下障碍物环境图，进行第三路径规划，追踪至所述探测目标的位置，以完成追踪任务。

3.根据权利要求2所述的海空协同水下目标追踪的路径规划方法，其特征在于，所述获取探测目标的目标位置信息，根据所述目标位置信息沿海面监测设备航道进行第一路径规划包括：

获取空中监测设备集群的起始位置、海面监测设备航道的航道信息和所述目标位置信息；

根据所述起始位置、所述航道信息和所述目标位置信息，确定空中监测设备航道，其中，所述空中监测设备航道是与所述海面监测设备航道对应的可航行空域；

在所述空中监测设备航道中进行第一路径规划，规划空中监测设备集群的航行探测的路径，并进行航行。

4.根据权利要求3所述的海空协同水下目标追踪的路径规划方法，其特征在于，所述构建包含所述目标位置信息和海面监测设备航道中所有障碍物信息的水面航行区域图，并将所述水面航行区域图传递至海面监测设备集群包括：

在所述空中监测设备集群航行的过程中，在所述空中监测设备航道中通过探测设备探测水面，搜集沿所述海面监测设备航道的障碍物信息，储存为坐标数据信息；

根据所述坐标数据信息和所述目标位置信息，构建所述水面航行区域图，并将所述水面航行区域图传递至所述海面监测设备集群。

5.根据权利要求2所述的海空协同水下目标追踪的路径规划方法，其特征在于，所述第一路径规划、所述第二路径规划以及所述第三路径规划的路径规划步骤包括：

获取设置的初始化参数，初始化路径点粒子群，其中，所述路径点粒子群包括所述第一路径规划对应的所述空中监测设备集群、所述第二路径规划对应的所述海面监测设备集群和所述第三路径规划对应的所述海下监测设备集群；

获取设置的多种迭代参数和迭代次数；

将粒子起始位置坐标和粒子终点位置坐标加入所述路径点粒子群，确定初始航线坐标矩阵；

计算各粒子当前位置对应的独立适应度和整体适应度，根据所述多种迭代参数迭代更新路径点粒子的坐标数据，其中，所述整体适应度为根据所有所述路径点粒子群中的独立适应度而确定；

当达到所述迭代次数时结束迭代，输出最优路径点坐标。