[发明专利]用于海上无人艇的路径规划方法及系统

说明书

本发明涉及一种用于海上无人艇的路径规划方法及系统，所述方法包括：生成待巡航海域的栅格地图；生成多艘无人艇在栅格地图中的随机巡航路径；获取各艘无人艇的历史巡航数据；预测各艘无人艇在经过巡航路径中各个栅格时的预计到达时刻；判断各艘无人艇的巡航路径是否与其他无人艇的巡航路径存在重复栅格，如果存在，则判断经过同一栅格的多艘无人艇的预计到达时间之间的差值是否大于第一阈值；如果存在两艘无人艇经过同一栅格的预计到达时间之间的差值小于等于第一阈值，则调整一无人艇的巡航路径，使得该无人艇的巡航路径避开该栅格。本发明实现了多艘无人艇协同路径规划，实现了对海域的全面巡航，并且不会出现路径重合的情况。

技术领域

本发明涉及海上无人艇技术领域，具体是指一种用于海上无人艇的路径规划方法及系统。

背景技术

无人艇具有体积小、隐身性好、智能、无人员伤亡等优点，在军事方面能够灵活作战，部署机动，使用方便，可以在危险区域或者不适宜派遣有人舰船的区域独立自主执行任务，拓展了海上作战范围，具有良好的费效比。我国作为海岸线广阔、海上争端频发的发展中大国，有必要加强无人艇技术研究，保护自身的海洋权益。而为其设计一款高性能的导航系统具有重要现实意义。就目前而言，对于无人艇导航系统的主要要求是小体积、高精度、高可靠性，能够适应不同海况，针对其特点，常采用捷联惯导系统(SINS)和全球定位系统(GPS)组成组合导航系统。

然而现有的导航系统中，无法很好地针对无人艇的特点进行路径规划，并且无法很好地做到多艘无人艇协同配合。在多艘无人艇对于一片海域进行巡航时，容易出现路径重合或者大片区域被遗漏的情况。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种用于海上无人艇的路径规划方法及系统，实现多艘无人艇协同路径规划，实现对海域的全面巡航，并且不会出现路径重合的情况。

为了实现上述目的，本发明具有如下构成：

本发明提供了一种用于海上无人艇的路径规划方法，所述方法包括如下步骤：

生成待巡航海域的栅格地图，记录各个栅格的尺寸和各个栅格的中心点的位置坐标；

生成多艘无人艇在所述栅格地图中的随机巡航路径；

获取各艘无人艇的历史巡航数据，计算各艘无人艇的平均巡航速度；

获取各艘无人艇的设定出发时间，预测各艘无人艇在经过巡航路径中各个栅格时的预计到达时刻；

判断各艘无人艇的巡航路径是否与其他无人艇的巡航路径存在重复栅格，如果存在，则判断经过同一栅格的多艘无人艇的预计到达时间之间的差值是否大于第一阈值；

如果存在两艘无人艇经过同一栅格的预计到达时间之间的差值小于等于第一阈值，则调整一无人艇的巡航路径，使得该无人艇的巡航路径避开该栅格；

判断栅格地图中没有无人艇经过的栅格是否存在连续，且连续的没有无人艇经过的栅格的总面积大于预设面积阈值，如果存在，则选择与其他无人艇的巡航路径存在重合栅格最多的巡航路径对应的无人艇，调整该无人艇的巡航路径，使得其经过所述连续的没有无人艇经过的栅格的区域。

可选地，所述用于海上无人艇的路径规划方法还包括如下步骤：

获取所述待巡航海域的天气信息，所述天气信息包括不同时刻的风向、风速和雷雨等级；

根据待巡航海域的天气信息对各个栅格的天气信息进行标记；

对于各个栅格，判断经过该栅格的各艘无人艇的预计到达时间的天气信息是否均满足预设允许行驶条件，如果存在一无人艇的预计到达时间的天气信息不满足预计允许行驶条件，则调整该无人艇的巡航路径，以使得该无人艇的巡航路径避开该栅格。

可选地，所述用于海上无人艇的路径规划方法还包括如下步骤：