[发明专利]一种基于遗传算法和粒子群算法的无人艇避碰方法

摘要

本发明涉及海事智能交通技术无人艇避碰领域，具体涉及一种基于遗传算法和粒子群算法的无人艇避碰方法。首先进行无人艇避碰路径规划中相关参数及避碰约束规则的研究，然后进行基于遗传算法的水面无人艇规避静态障碍物的路径规划，最后进行基于遗传算法与粒子群算法相结合的动态避碰路径规划，完成路径优化，输出可行的避碰路径并复航；相对于传统的无人艇避碰技术，本发明能够得到最优的路径规划，精准地避免碰撞，确保无人艇安全到达目标点。

主权项

1.一种基于遗传算法和粒子群算法的无人艇避碰方法，其特征在于，包括：步骤一：无人艇避碰路径规划中相关参数及避碰约束规则的研究：根据无人艇航行的数学模型参数所涉及的无人艇位置、速度以及障碍物位置、速度，得到两者之间相对速度、相对位置、相对方位运动参数，通过总结无人艇与障碍物正面避障、追越避障、右弦交叉和左弦交叉避障四种不同碰撞情况，得到无人艇海上避碰约束规则以及空间碰撞危险度和时间碰撞危险度；步骤二：基于遗传算法的水面无人艇规避静态障碍物的路径规划：通过上述的无人艇航行水域环境相关参数信息，对遗传算法的相关参数进行初始化，生成路径的最初种群，并进入遗传算法的迭代循环，计算适应度函数；根据得到的适应度函数值，通过“轮盘赌”方法选出下一代的染色体进行交叉、变异、修复操作优化种群，迭代完成后得到能够规避静态障碍物的最优路径；步骤三：基于遗传算法与粒子群算法相结合的动态避碰路径规划：实时监测海洋环境周围是否存在动态障碍物，如果存在动态障碍物，判断无人艇与动态障碍物间的距离，计算出碰撞危险度，如果可能产生碰撞，判断动态障碍物的运动状态是否可测；如果可测，采用遗传算法中的常规避碰；如果不可测，则采用粒子群算法进行动态障碍物的规避；最后完成路径优化，输出可行的避碰路径复航。