齐鲁工业大学(山东省科学院);山东省科学院海洋仪器仪表研究所孙泽强获国家专利权
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龙图腾网获悉齐鲁工业大学(山东省科学院);山东省科学院海洋仪器仪表研究所申请的专利一种适用于管控区域的无人艇节能路径规划方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120194712B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-01发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510685371.6,技术领域涉及:G01C21/20;该发明授权一种适用于管控区域的无人艇节能路径规划方法是由孙泽强;万俊贺;杨德龙;李辉;刘海林;苏昱硕;林彦渠设计研发完成,并于2025-05-27向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种适用于管控区域的无人艇节能路径规划方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种适用于管控区域的无人艇节能路径规划方法,涉及水上路径规划技术领域,包括获取无人艇的起点、终点、障碍物、管制区域信息,采用栅格地图的形式将上述信息标注在地图上;向A‑Star算法的启发式函数中引入能耗模型和管制区域模型;无人艇根据启发式函数从起点开始,搜索周围八个子节点,计算在地图范围内的子节点各自的总代价函数,选取总代价函数值最小的子节点作为新的母节点,遍历新的母节点周围八个子节点;当遍历的子节点中存在终点坐标信息,算法终止,完成路径规划。本发明有效地降低了无人艇航行的能耗、提高了路径的平滑性、减少了转弯次数,提高了无人艇航行的安全性,符合无人艇的实际航行需要。
本发明授权一种适用于管控区域的无人艇节能路径规划方法在权利要求书中公布了:1.一种适用于管控区域的无人艇节能路径规划方法,其特征在于,包括如下步骤: 步骤1,获取无人艇的起点、终点、障碍物、管制区域信息,采用栅格地图的形式将起点、终点和障碍物信息标注在地图上,并在上面加入管制区域信息; 步骤2,向A-Star算法的启发式函数中引入能耗模型和管制区域模型; 步骤3,无人艇根据步骤2的启发式函数从起点开始,搜索周围八个子节点,并判断每一个子节点是否在地图范围内,计算在地图范围内的子节点各自的总代价函数,选取总代价函数值最小的子节点作为新的母节点,遍历新的母节点周围八个子节点; 步骤4,重复步骤3,当遍历的子节点中存在终点坐标信息,算法终止,完成路径规划 所述能耗模型为: ; 其中,表示当前节点到目标节点的直线距离,表示当前节点到目标节点的估计能耗,表示障碍物密集因子,表示电池状态惩罚因子,和分别表示距离权重和能量权重; 所述步骤2中启发式函数表达式为: ; *; 其中,表示节点n经父节点到起点的代价,表示从节点n到终点的代价,表示能耗模型,表示管制区域模型; 所述障碍物密集因子计算公式为: ; 其中,表示节点所在位置的障碍物密度值; 计算方式为:建立二维密度图,对每个网格点计算器周围的固定半径内的障碍物比例,=障碍物数量检查的总网格数; 所述电池状态惩罚因子计算方式为: ; 其中,r为电池消耗比例因子,,表示航行总消耗,表示当前电池电量; 所述当前节点到目标节点的估计能耗的定义是: ; 其中,表示移动距离,表示转弯次数,表示单位距离的能耗,表示转弯能耗。
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