[发明专利]一种无人艇实时避障方法及系统

说明书

本发明涉及一种无人艇实时避障方法及系统，该方法包括基于无人艇路径规划属性信息，采用自适应步长的细菌觅食算法，确定无人艇的最佳目标路径；当无人艇在行进过程中发现动态障碍物时，根据动态障碍物的位置信息和速度信息，判断无人艇继续按照最佳目标路径行进时是否与动态障碍物发送碰撞，若是则采用ORCA算法调整无人艇行进路径，并控制无人艇按照调整后的无人艇行进路径进行行进，然后返回步骤根据动态障碍物的位置信息和速度信息判断无人艇继续按照最佳目标路径行进时是否与动态障碍物发送碰撞；若否则控制无人艇按照最佳目标路径继续行驶。本发明能够实现在复杂环境下进行安全避障并沿着最佳路径行进的目的。

技术领域

本发明涉及无人艇路径规划领域，特别是涉及一种无人艇实时避障方法及系统。

背景技术

在复杂环境下，规避高速移动障碍物、减少风险并且提高容错能力，对于无人艇路径规划来说具有重大的意义。路径规划算法作为无人艇自主导航的重要一环，其路径规划的安全性，稳定性以及高效性十分重要，研究高性能、低风险、安全可靠的路径规划算法对于无人艇的决策具有重大的意义，对于多无人艇的路径规划与决策也具有重大的意义。

单无人艇的路径规划问题主要包括两个方面：全局路径规划和局部避障。传统的静态路径规划算法，如A*，Dijkstra算法，无法适应变化的环境，而传统的动态路径规划算法，比如生物进化算法，虽然可以适应环境的变化且能得到路径的较优解，但是因为算法耗时较长的特性，无法在遇到高速动态障碍物时做到及时地避障。现有方法主要是对某个动态路径规划算法进行改进，虽然一般能够满足导航和避障的要求，但是在避障时无法有效地避开高速移动障碍物。

发明内容

本发明的目的是提供一种无人艇实时避障方法及系统，以实现在复杂环境下进行安全避障并沿着最佳路径行进的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种无人艇实时避障方法，包括：

基于无人艇路径规划属性信息，采用自适应步长的细菌觅食算法，确定无人艇行进时所需的最佳目标路径；其中，所述无人艇路径规划属性信息包括起始点位置信息、目标点位置信息、已知障碍物位置信息、无人艇尺寸信息和已知障碍物尺寸信息；

当无人艇在行进过程中发现动态障碍物时确定所述动态障碍物的位置信息和速度信息，并根据所述动态障碍物的位置信息和速度信息判断无人艇继续按照所述最佳目标路径行进时是否与所述动态障碍物发送碰撞，得到第一判断结果；

若所述第一判断结果表示无人艇继续按照所述最佳目标路径行进时会与所述动态障碍物发送碰撞，则采用ORCA算法调整无人艇行进路径，并控制无人艇按照调整后的无人艇行进路径进行行进，然后返回步骤根据所述动态障碍物的位置信息和速度信息判断无人艇继续按照所述最佳目标路径行进时是否与所述动态障碍物发送碰撞，得到第一判断结果；

若所述第一判断结果表示无人艇继续按照所述最佳目标路径行进时未与所述动态障碍物发送碰撞，则控制无人艇按照所述最佳目标路径继续行驶。

可选的，所述基于无人艇路径规划属性信息，采用自适应步长的细菌觅食算法，确定无人艇行进时所需的最佳目标路径，具体包括：

根据所述起始点位置信息、所述目标点位置信息、所述已知障碍物位置信息、所述无人艇尺寸信息和所述已知障碍物尺寸信息，确定无人艇行进区域；

根据无人艇行进区域，采用自适应步长的细菌觅食算法，确定无人艇行进时所需的最佳目标路径。

可选的，所述根据无人艇行进区域，采用自适应步长的细菌觅食算法，确定无人艇行进时所需的最佳目标路径，具体包括：

判断当前迭代次数是否到达迭代总数；