[发明专利]一种无人艇高能效协同区域探测方法

摘要

本发明提供了一种无人艇高能效协同区域探测方法。该方法包括：对无人艇采用基于阿基米德螺线的行进方式作为区域内主体运动方式；对待测区域进行基于正六边形的子区域划分，并将障碍物区域和自由区域划分开来；对各艘无人艇进行任务区域分配，并规划各自行进路线。本发明采用基于阿基米德螺线的行进方式，使得无人艇在子区域探测过程中始终保持“匀速”行进。本发明对待测区域进行基于正六边形的子区域划分，使得无人艇在基于阿基米德螺线式行进的基础上有较高的覆盖率。本发明提出一种基于能耗均衡的任务区域分配方式，使得各艘无人艇的任务区域大小尽量相当，进而保证无人艇能耗尽量均衡。

主权项

1.一种无人艇高能效协同区域探测方法，其特征在于包括下步骤：（1）基于已知的待测区域环境信息，获取待测区域的GPS坐标及区域内障碍物信息，并建立数据库，用于后面对待测区域划分和无人艇任务区域分配；（2）利用步骤（1）中获取的相关环境信息，对待测区域进行基于正六边形的子区域划分，并根据单位子区域内障碍物的存在情况，将单位子区域分为空闲子区域和障碍物子区域，为后续步骤对无人艇的任务区域分配做好准备；（3）在基于正六边形子区域划分好的地图中，可能存在由七个空闲子区域组成的更大的“正六边形”子区域，称之为可优化区域；先确定待测区域中可能存在的可优化区域并进行标记，再将标记的可优化区域按照执行任务的无人艇数量近似均分给各艘无人艇作为各自的初始任务区域；（4）在确定各艘无人艇的初始任务区域后，将各自的任务区域分别看做一个类，对待测区域中剩余的空闲子区域进行归类；以所标记的可优化区域的先后顺序，对每个可优化区域轮流向外逐圈扩展，顺序遍历其中未归类的空闲子区域并将其归类，直到区域中所有的空闲子区域全部完成归类；（5）经过上述步骤，表示各艘无人艇的任务区域分配初步完成，此时还需要将各类空闲子区域的个数进行比较，若数量不均匀，则需要在不破坏可优化区域的前提下，对相关任务区域边界处的空闲子区域进行调整，使得各艘无人艇所分配的空闲子区域个数尽量均匀，最终确定各艘无人艇的任务区域；（6）在确定了无人艇各自的任务区域后，将各自任务区域中所包含的子区域，即空闲子区域或可优化区域的中心看做一系列子目标点，规划一条不重复的经过所有子目标点的最短连接路径，从而确定无人艇各自任务区域内子区域的遍历顺序，最后指派各艘无人艇在其相应任务区域内执行探测任务，从起始子区域开始，以基于子区域内切圆的阿基米德螺线式行进顺序遍历各个子区域，完成协同区域探测。