[发明专利]一种基于改进A＊算法的智能船舶路径规划方法

权利要求书

1.一种基于改进A＊算法的智能船舶路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、建立栅格地图，并将起始点S和障碍点分别放入Open链表和Closed链表中；

S2、确认起始点和目标点并根据夹角θ舍弃8个搜索方向中的3个搜索方向；

S3、检查Open链表中的扩展节点有无目标点，若没有目标点，则跳到步骤四；若存在目标点，则利用双向Folyd算法优化路径平滑度，同时将目标点加入Closed链表中，保存搜索路径并结束算法；

S4、将当前节点设置为父节点，并将其转移到Closed链表中；

S5、根据公式计算各个扩展节点的f_i^*(n)值，并选择f_i^*(n)最小的点作为新节点，同时，将其余扩展节点都存放到Closed链表中；

S6、确认Open链表是否为空表，若不为空表，则返回步骤三，若Closed链表已空，则路径不存在，算法结束；其中

所述S2的所述夹角θ的具体计算过程如下：

1：连接当前节点和目标节点，测算其夹角θ；

2：根据所述夹角θ和关系表，舍弃3个搜索方向，所述关系表具体如下：

3：在路径搜索时，将夹角θ引入启发信息；

步骤S5所述公式为改进评价函数，其启发函数中引入障碍率Pz，所述启发函数具体公式如下：

d_x＝∣xs-xr∣

d_y＝∣ys-yr∣

所述启发函数公式中：xs，ys为起始点S的横纵坐标；xr，yr为目标点T的横纵坐标，Pz为障碍率。

2.根据权利要求1所述的基于改进A＊算法的智能船舶路径规划方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述Open链表用于存放已经生成但未检测的节点。

3.根据权利要求1所述的基于改进A＊算法的智能船舶路径规划方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述Closed链表用于存放已检测过但因为未满足要求而不被考虑的节点。

4.根据权利要求1所述的基于改进A＊算法的智能船舶路径规划方法，其特征在于，所述步骤S3中扩展节点采用按等级高低对子节点排序方法进行扩展，设当前节点为(O)，周围节点分别为(A、B、C、D、E、F、G、H)，进行等级的划分，与当前节点在正东、正北、正西、正南4个方向上紧邻的节点划为高级组；与当前节点在对角线方向上邻接的节点划为普通组，在子节点生成的过程中，首先搜索高级组中的子节点，然后根据选择规则生成普通组的子节点。

5.根据权利要求1所述的基于改进A＊算法的智能船舶路径规划方法，其特征在于，步骤S3所述双向Folyd优化路径平滑度的具体过程如下：

1.1：对路径中同一直线上的中间冗余点进行删除，仅保留起始点，拐点和目标点；

1.2：从起始点S开始，在保留节点p_i，p_j之间每k步取一个节点，判断取的节点和上一路径节点之间有无障碍物，若有，则路径节点不改变；若无，则计算障碍物与节点p_j，p_k连线之间连线的距离；

1.3：将双向平滑的理念引入Floyd算法中，从目标点T，反方向取点判断安全距离，具体判别法和步骤SS2相同；

1.4：输出路径，算法结束。

6.根据权利要求1所述的基于改进A＊算法的智能船舶路径规划方法，其特征在于，所述障碍率Pz的公式如下：

。

7.根据权利要求6所述的基于改进A＊算法的智能船舶路径规划方法，其特征在于，所述障碍率Pz的公式中：M为障碍栅格个数，Pz∈(0，1)。