本发明针对人工势场法(artificial potential field approach,APFA)在无人潜器三维路径规划应用存在局部震荡、易陷入局部极小值的问题,公开了基于人工势场栅格法的无人潜器三维路径规划方法,具体包括:在三维地图下将障碍物进行栅格化处理,采用斥力点附着在栅格体表面的方法,弥补传统APFA建模理想化导致规划路径变长的缺点;改变栅格体表面的斥力函数,使栅格体表面势场平行栅格体表面形成环绕势场,解决无人潜器路径规划局部震荡的问题;通过引入虚拟目标点,避免无人潜器陷入局部最优;最后对路径点进行插值平滑处理,使得路径光滑。仿真结果表明,本发明提出改进APFA方法有效克服了无人潜器在三维路径规划下局部震荡及易陷入局部极小值的不足,规划路径平滑,时间效率高。
本发明的目的是提供基于人工势场栅格法的无人潜器三维路径规划方法,能够有效解决人工势场法在无人潜器三维路径应用存在局部震荡和易陷入局部最小值问题。
本发明为了解决上述问题采用以下技术方案:设计基于人工势场栅格法的无人潜器三维路径规划方法,提出在三维空间中对障碍物进行栅格化处理,同时采用斥力点附着在栅格体表面的方法,改变斥力势场函数,引入虚拟目标点,避免无人潜器局部震荡和陷入局部最优。具体包括以下步骤:
1.基于人工势场栅格法的无人潜器三维路径规划方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:
在三维地图下将障碍物进行栅格化处理,将斥力点附着在栅格体表面,同时改变斥力函数,使斥力垂直栅格体表面且大小与引力在该方向分量相同,根据无人潜器的步长设置合适的引力系数,执行步骤2;
步骤2:
判断无人潜器是否到达目标点,是则对路径点进行插值平滑处理,然后结束,否则执行步骤3;
步骤3:
判断无人潜器是否在栅格体的斥力影响范围内,是则执行步骤5,否则执行步骤4;
此技术为哈尔滨理工大学孙明晓研发,承担本专科及研究生层次普通高等学历教育工作承担科学技术研究工作
评价单位:“科创中国”河北科技服务团 (河北省数字健康工程学会)
评价时间:2023-10-11
综合评价
技术转让,所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地保定,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接次项目
查看更多>