[发明专利]水质采样巡航船路径规划最优化方法

权利要求书

1.水质采样巡航船路径规划最优化方法，其特征在于：

第一步：用无人机摄像头采集湖面的图像，然后进行图像处理，得到湖面的二维坐标图；

第二步：针对湖面的二维坐标图，利用粒子群算法进行采样点的选取与部署，选取出工作人员所期望的采样点网络；

第三步：采用自适应粒子群算法，规划出采样点网络的最优路径，输出优化路径；

所述的采用自适应粒子群算法得到路径最优解的步骤如下：

步骤3.1：根据湖面采样点网络的坐标信息，设定自适应粒子群算法的相关参数，包括种群大小、采样点个数、迭代次数、加速因子C1和加速因子C2和惯性权值W；

步骤3.2：初始化粒子种群产生随机路径序列，初始化所有粒子的速度产生随机交换序；

步骤3.3：计算所有采样点之间的距离，记录最大距离；

步骤3.4：根据C1，C2，W和引入的自适应函数μ值四个参数自适应地保留路径交换序；

所述的自适应函数μ：

R＝max/2

将自适应函数融合在粒子群算法中用以保留交换序，在路径更新的过程中剔除相邻两点距离大于max/2的路径，max代表相距最远的两采样点之间的距离，也就是步骤3.3计算出来的最大距离，第i个采样点的坐标表示为(Xi,Yi)，d(i,j)代表第i个采样点和第j个采样点之间的距离；

步骤3.5：根据保留的交换序进行路径更新；

步骤3.6：判断是否连续迭代20次路径长度保持不变，若是，则输出路径规划的结果；

若否，判断是否达到最大迭代次数，若是，则输出路径规划的结果，若否则回转执行步骤3.4。

2.根据权利要求1所述的水质采样巡航船路径规划最优化方法，其特征在于：所述的惯性权值W定义如下：

W＝0.96-0.5×I/I_max

I为当前迭代次数，I_max为最大迭代次数。

3.根据权利要求1所述的水质采样巡航船路径规划最优化方法，其特征在于：步骤3.4中所述的保留路径交换序，步骤如下：

步骤A、根据加速因子C1和μ保留粒子位置交换序；

加速因子C1是粒子对自身序列的作用因子，结合μ共同作用于交换序的保留；

步骤B、根据加速因子C2和μ保留粒子位置交换序；

加速因子C2是粒子对群体序列的作用因子，结合μ一起作用于交换序的选择，步骤A和步骤B依次保留粒子的位置交换序；

步骤C、根据W和μ保留粒子速度交换序；

结束步骤A和步骤B两个步骤的计算后，惯性权值W结合μ函数再共同作用于粒子速度交换序的保留，保留上一代粒子交换序。

4.根据权利要求1所述的水质采样巡航船路径规划最优化方法，其特征在于：步骤3.5中所述的路径更新，当前的路径根据得到的交换序进行路径序列的更新，分为三个步骤：

步骤一、根据加速因子C1和自适应函数μ保留的交换序更新路径，当前路径和对应交换序的交换子交换得到新的路径；

步骤二、继续根据加速因子C2和自适应函数μ保留的交换序更新路径，更新方法和步骤一相同；

步骤三、最后根据惯性权值W和自适应函数μ保留的交换序更新路径。