[发明专利]一种障碍环境下有必经点的UUV航路规划方法

摘要

一种障碍环境下有必经点的UUV航路规划方法，属于UUV控制技术领域。为了使UUV从布放点出发遍历完必经点后回到回收点，且路径长度最短。计算在障碍环境下UUV布放点和回收点以及所有必经点的两两间航路估计距离；以布放点为起点、回收点为终点，使用TSP算法规划出UUV所有必经点的遍历顺序，使UUV从布放点出发、遍历完所有必经点后回到回收点的航路估计距离总和最短；经优化得出从布放点出发经过所有必经点最终到达回收点且能避开所有障碍的航路。仅使用几何判断估算两两必经点间的路径代价，然后使用蚁群算法基于估算代价规划出一个TSP方案，即必经点遍历顺序，最后再使用可变子目标点的蚁群算法规划出最终能避开障碍物的航路。

主权项

1.一种障碍环境下有必经点的UUV航路规划方法，UUV所处障碍环境采用几何环境模型建模，环境中的障碍是用点和线组成的封闭几何图形来描述的；其特征在于：所述UUV航路规划方法的实现过程为：步骤一、计算在障碍环境下UUV布放点和回收点以及所有必经点的两两间航路估计距离，其具体过程为：设A、B为布放点、回收点和所有必经点中的任意两点，若直线段AB不与障碍相交时，A、B的航路估计距离即为直线段AB的长度；若直线段AB至少与一个障碍相交时，分别求得直线段AB两侧障碍顶点到该直线段AB距离最远的两个障碍顶点，从两个障碍顶点中选取与直线段AB距离较近的障碍顶点作为估算顶点，然后再求估算顶点分别与A、B两点的直线距离之和，即获得A、B的航路估计距离；步骤二、以布放点为起点、回收点为终点，使用TSP算法规划出UUV所有必经点的遍历顺序，使UUV从布放点出发、遍历完所有必经点后回到回收点的航路估计距离总和最短；步骤三、利用可变子目标点蚁群算法，经优化得出一条从布放点出发经过所有必经点最终到达回收点且能避开所有障碍的航路，具体过程为：UUV从布放点出发、按照步骤二中得到的所有必经点的遍历顺序，使各个必经点依次作为蚁群算法中的目标点进行避障规划，最后再将回收点作为蚁群算法中的最后一个目标点，使得蚁群算法中的目标点是变化的。