买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：江苏科技大学

摘要：本发明提出了一种无人船先后退再前进的自主离泊轨迹规划方法。通过改进的A*算法，采用航点搜索的方式，选择起始点为当前航点CWP，生成多组控制输入，预测船舶运动状态，进行碰撞检测和总成本计算，将总成本最小的航点作为新的CWP，继续搜索，当满足速度要求和艏向要求即规划出一条后退轨迹。将后退阶段符合速度条件和艏向条件的航点纳入前进阶段的开放列表，根据前进阶段目标函数选择总成本值最小的航点为CWP，生成多组控制输入，预测船舶运动状态，进行碰撞检测和总成本计算，选择成本最小的点作为新的CWP，搜索直至无人船到达目标点。本发明通过先后退再前进的策略，可以提高无人船在狭窄或复杂水域中离泊的安全性和有效性。

主权项：1.一种无人船先后退再前进的自主离泊轨迹规划方法，其特征在于，包括：在后退阶段：选择起始点作为CWP，其是轨迹规划的起点，将CWP加入后退阶段关闭列表；由无人船的数学模型及其在CWP的运动状态获得预测轨迹；对每条预测轨迹进行碰撞检测，如果预测轨迹上的某个航点与障碍物发生碰撞，删除该航点以及其后的所有航点，只保留碰撞前的航点，将保留的航点作为候选航点并通过目标函数F1c计算各自的总成本F1；然后把所有候选航点及其对应的成本F1值加入后退阶段开放列表，并将此时的CWP记录为所有候选航点的父节点；从后退阶段开放列表中选择成本最小的航点作为新的CWP，并加入后退阶段关闭列表，进行新一轮搜索；当发现一个CWP的速度VCWP小于阈值且CWP的艏向与后退阶段的目标艏向满足条件时，结束后退阶段轨迹规划；F1c＝εVCWP2+δ△Ψ2其中，VCWP为CWP的速度，△Ψ为CWP的艏向与后退阶段目标艏向之间的夹角，ε和δ代表它们的权重系数；在前进阶段：从后退阶段开放列表和后退阶段关闭列表中选择符合速度条件和艏向条件的航点，将它们作为备选点纳入前进阶段开放列表；根据目标函数F2c，从前进阶段开放列表中选择成本值最小的点作为前进阶段的CWP，将CWP加入前进阶段关闭列表；由无人船的数学模型及其在CWP的运动状态获得预测轨迹；对每条预测轨迹进行碰撞检测，删除发生碰撞的航点以及其后的所有航点，只保留碰撞前的航点，将保留的航点作为候选航点并通过目标函数F2c计算各自的总成本F2；然后把所有候选航点及其对应的成本F2值加入前进阶段开放列表，并将此时的CWP作为所有候选航点的父节点；从前进阶段开放列表中选择成本最小的航点作为新的CWP，并加入前进阶段关闭列表，进行新一轮搜索；当发现一个CWP的位置与目标点的距离满足条件时，结束前进阶段轨迹规划；F2c＝Gc+Hc+λ∑Rc其中，Gc表示从起始点到航点的实际时间，Hc是指从航点到目标的预计时间，∑Rc表示从起始点到航点的累积总风险值，F2c为对应航点c的总估计代价成本。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 江苏科技大学 无人船先后退再前进的自主离泊轨迹规划方法