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：华中科技大学

摘要：本发明属于路径规划技术领域，公开了一种基于改进VO避障算法的局部路径规划方法及系统，根据水面环境信息构建运动坐标系，搭建相对运动模型；考虑运动体动力学约束和动态障碍物分布情况，划分出运动体相对速度碰撞区域，将无关区域从碰撞性中排除，简化了避碰流程；提出了一种创新的避碰识别函数，将障碍物附近区域分为急停区、VO避障区和安全区，准确预测运动体下一时刻的最优行为；针对多个动态障碍物分布复杂和速度不一致的问题，通过确定运动体绝对速度碰撞区域，实现同时对多个动态障碍物的高效避障，提高了算法的适用性。本发明解决了运动体动力学约束、避碰范围界定以及避碰起止时刻确定的问题，提高了路径规划的效率和准确性。

主权项：1.一种基于改进VO避障算法的局部路径规划方法，其特征在于，包括：根据水面环境信息构建运动坐标系，搭建相对运动模型；考虑运动体动力学约束和动态障碍物分布情况，划分出运动体相对速度碰撞区域，将无关区域从碰撞性中排除，简化了避碰流程；提出了一种避碰识别函数，将障碍物附近区域分为急停区、VO避障区和安全区，准确预测运动体下一时刻的最优行为；针对多个动态障碍物分布复杂和速度不一致的问题，通过确定运动体绝对速度碰撞区域，实现同时对多个动态障碍物的高效避障，提高了算法的适用性；避碰识别函数及区域划分如下：首先，确定划分的急停区、VO避障区、安全区三个区域的范围大小；当运动体的绝对速度矢量处于运动体绝对速度碰撞区域内时，运动体来不及采用速度障碍法避障的最大极限距离为运动体以最大加速度停止运动时的距离，则；设在时刻运动体O和障碍物A坐标分别为和，则两者的相对距离，相对角度；设动态障碍物半径为，半径膨胀系数为，在运动体相对速度矢量区域内找到两个与障碍物外轮廓相切的相对速度矢量，切点设为B和C，两条切线的角度设为和，则，，运动体相对速度碰撞区域为两切线角度范围包围下的矢量区域；当考虑动力学约束的运动体相对速度矢量区域为运动体相对速度碰撞区域子集时，无法进行速度避障，时，有且；最大角速度为，在时刻相对速度大小为，相对速度对应角度为；运动体与动态障碍物的相对距离满足表达式且；综上所述，考虑到上述两种无法避障的情况，取，以障碍物几何中心为圆心，为半径的圆形区域定义为障碍物的急停区；当运动体进入障碍物的急停区时，运动体以最大加速度停止运动；当运动体的绝对速度矢量处于运动体绝对速度碰撞区域内，且考虑动力学约束的运动体相对速度矢量区域与运动体相对速度碰撞区域有交集时，需要采用速度障碍法进行避障，且，运动体以相对速度在最小相遇时间内运动的距离为VO避障区的外圈半径；其中，最小相遇时间随相对速度增大而增大，与相对速度的次方成正比，则，b≥1，，b≥1，均为常数；以障碍物几何中心为圆心，以为内径，为外径的环形区域定义为障碍物的VO避障区；当运动体进入障碍物的VO避障区时，运动体开始避障；当运动体的绝对速度矢量未处于运动体绝对速度碰撞区域内时，运动体无需考虑避障；运动体下一个运动点由全局路径规划决定；局部路径规划选取的地图内不包含急停区和VO避障区的其余区域定义为障碍物的安全区；当无人艇离开障碍物的急停区和VO避障区，进入安全区后，运动体结束避障；其次，所述避碰识别函数表达式包括： 。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 华中科技大学 一种基于改进VO避障算法的局部路径规划方法及系统