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申请/专利权人：哈尔滨工业大学(威海)

摘要：本发明提供一种融合局部与全局策略的自主潜航器高质量路径规划算法，其将所有可用的信息最佳地集成到规划目的中，通过基于滚动窗口策略的多个局部规划的部署取代了传统的单实例全局规划范式，更加适用于复杂的未知水下环境，避免依赖于已知的静态环境，整个过程节时省力，有效提高路径规划的质量和效率，以及自主潜航器自主导航的能力。其解决了现有自主潜航器进行路径规划时，难以适用于复杂的未知水下环境，运行过程耗时耗力，低质量的建模会导致次优路径规划，降低算法的有效性的技术问题。本发明可广泛应用于自主潜航器的路径规划。

主权项：1.一种融合局部与全局策略的自主潜航器高质量路径规划算法，其特征是：包括如下步骤：步骤1：进行全局路径规划，根据最近的感知输入动态更新，移除之前的滚动窗口，在自主潜航器的轨迹上添加一个新的滚动窗口，将整个路径分割成更小的单元路径；步骤2：确定每个滚动窗口内的局部子目标qsg，向每个新的滚动窗口提供反馈，指导局部路径规划过程；步骤3：通过全局目标点pg为自主潜航器生成虚拟吸引场，滚动窗口边界上的障碍物为自主潜航器生成虚拟排斥场，将选择子目标点的问题{qsgi|i＝1,2,...,k}转化为最小化场中势能的问题，在t时刻，滚动窗口为: 其中，pct为自主潜航器在t时刻的位置,Dp,pct为p,pct之间的欧几里得距离，r为滚动窗口的半径；滚动窗口内子目标点候选集定义为: 其中，为候选子目标点，为滚动窗口的边界；为了快速推动自主潜航器向全局目标移动，吸引场定义如下: 其中，为位于滚动窗口边界上的候选子目标，为候选子目标到全局目标pg的距离；沿边界的障碍物所产生的排斥场的数学公式为: 其中，pobs为边界上的障碍，Dinf和Dsup为障碍物在不同距离上产生的排斥效应，μ为斥力系数；启发式函数如下: 当滚动窗口内不存在全局目标pg时，对子目标的候选集进行筛选，选择启发式函数中最小的候选点为局部子目标qsg，在滚动窗口包含全局目标pg的情况下，pg为当前滚动窗口的规划目标；步骤4：进行局部路径规划，利用滚动窗口构建了以自主潜航器为焦点的环境模型，从自主潜航器当前位置开始，以窗口内识别的子目标qsg为终点，采用circle-RRT*增强算法，使得局部规划过程能够高效的生成更短的导航路径；步骤5：通过信息反馈和纠正，确定路径规划轨迹，自主潜航器沿着路径规划轨迹前进，在导航过程中，可以检测到新的环境信息，对之前的环境模型进行补充和修正，为下一步的局部路径规划做好准备；步骤6：从自主潜航器的起点开始，经过步骤1-3找到该时刻的子目标点，再经过步骤4规划到达子目标点的子路径，下一时刻从子目标点开始循环执行步骤1-3和步骤4，直到到达全局目标点，确定全局路径。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 哈尔滨工业大学(威海) 融合局部与全局策略的自主潜航器高质量路径规划算法