[发明专利]一种基于区间优化的水下机器人时间最优路径规划方法

摘要

本发明公开了一种基于区间优化的水下机器人时间最优路径规划方法，包括：步骤1：根据路径确定矩形路径搜索区域并栅格化，栅格尺寸由海流预测系统分辨率决定，基于海流预测系统给出的预测值，建立不确定海流模型；步骤2：利用蚁群系统算法，搜索由起点至终点候选路径；步骤3：应用矢量分析法计算由步骤2产生候选路径在区间海流环境下航行时间最大值和最小值；步骤4：将候选路径的响应区间转换为区间半径及区间均值；再以区间半径和区间均值计算该候选路径评价函数值；步骤5：将评价函数值返回到蚁群系统算法，根据寻优机制搜索最优路径。本发明采用区间优化算法解决海流预测不精确性问题，方法简单可靠，易于实现，且计算量小，实时性较好。

主权项

1.一种基于区间优化的水下机器人时间最优路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：根据水下机器人路径的起点终点确定矩形路径搜索区域，并所述区域进行栅格化，栅格尺寸由海流预测系统分辨率决定，基于海流预测系统给出的预测值，建立不确定海流模型；步骤2：利用蚁群系统算法，根据信息素浓度及启发式信息，搜索由起点至终点的候选路径；步骤3：应用矢量分析法计算由步骤2产生的候选路径在区间海流环境下航行时间最大值和航行时间最小值，即响应区间；步骤4：通过区间序关系转换模型，将步骤3中得到的候选路径的响应区间转换为区间半径及区间均值，即将区间数转换为实数；再利用线性加权法，以区间半径和区间均值计算该候选路径的评价函数值；步骤5：将步骤4所得评价函数值作为候选路径的适应度值，并返回到蚁群系统算法，蚁群系统算法根据其寻优机制搜索最优路径。