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专利号: 2024109296419
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-03-02
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种路径规划方法,其特征在于,确定出网格地图中所有节点之间的父‑子关系后,再逆推出最短路径,节点之间的父‑子关系确定方法包括:当前节点s扩展到邻节点s′时,检测邻节点s′与当前节点s的父节点parent(s)之间的连线是否存在静态障碍物,检测邻节点s′与当前节点s的父节点parent(s)的连线是否会穿过可移动障碍物在预估耗时(1)所占据的障碍网格,如果既不存在静态障碍物,也不穿过对应时刻可移动障碍物所占据的障碍网格,则邻节点s′与当前节点s共同享一个父节点,否则,判定邻节点s′与当前节点s的父节点parent(s)之间是不可视的,继续检测邻节点s′与当前节点s之间的连线是否经过静态障碍物或可移动障碍物在预估耗时(2)所占据的障碍网格,如果既不存在静态障碍物,也不穿过对应时刻可移动障碍物所占据的障碍网格,则邻节点s′的父节点为当前节点s,否则,判定邻节点s′与当前节点s之间是不可视的,预估耗时(1)=[g(parent(s))+c(parent(s),s′)]÷可移动障碍物速度;

预估耗时(2)=[g(s)+c(s,s′)]÷可移动障碍物速度;

其中,s表示当前节点;s′表示待扩展的网格对应的节点,即当前节点s的邻节点;g(s)表示从起点到当前节点s的路径长度,c(s,s′)表示当前节点s与其邻节点s′的直线长度;g(parent(s)表示从起点到当前节点s的父节点parent(s)的路径长度,c(parent(s),s′)表示当前节点s的父节点parent(s)与当前节点s的邻节点s′的直线长度。

2.一种基于虚拟障碍线的船舶避碰路径重构方法,其特征在于,包括:将原始航线中发生碰撞的部分替换为利用权利要求1所述的方法规划的局部避碰路径,并与原始航线的剩余部分连接,完成整个航线重构,其中利用权利要求1所述的方法规划局部避碰路径时,可移动障碍物为对方船TS。

3.根据权利要求2所述的基于虚拟障碍线的船舶避碰路径重构方法,其特征在于,以对方船TS未来位置为圆心,船长为半径,建模出的动态预测障碍圆。

4.根据权利要求3所述的基于虚拟障碍线的船舶避碰路径重构方法,其特征在于,基于COLREGs、我方船OS的艏向和对方船TS的行为,在我方船OS当前航向的后方db和侧方df处分别产生两条长度为d1和d2的虚拟障碍线作为网格地图的边界。

5.根据权利要求4所述的基于虚拟障碍线的船舶避碰路径重构方法,其特征在于,若我方船OS需要执行避让,则在我方船OS当前航向的后方db和左侧df处分别产生两条长度为d1和d2的虚拟障碍线,然后将左侧的虚拟障碍线与预测障碍圆中心相连。

6.根据权利要求4所述的基于虚拟障碍线的船舶避碰路径重构方法,其特征在于,若对方船TS应该避让直航的我方船OS,但对方船TS没有做出避让行动,则我方船OS采取紧急避让措施,在我方船OS当前航向的后方db和右侧df处分别产生两条长度为d1和d2的虚拟障碍线,并将右侧的虚拟障碍线与预测障碍圆中心相连。

7.根据权利要求5或6所述的基于虚拟障碍线的船舶避碰路径重构方法,其特征在于,db、df、d1和d2的与我方船OS船长Loa的关系是:db=df=Loa/1.5

d1=Loa*2.5

d2=Loa*3.5。

8.一种船舶,其特征在于,应用权利要求1所述的路径规划方法进行路径的规划。

9.一种船舶,其特征在于,量化到与障碍物将要发生碰撞时,应用权利要求2所述的基于虚拟障碍线的船舶避碰路径重构方法,重构出一条规避障碍物的路线。

10.根据权利要求9所述的船舶,其特征在于,使用最近会遇点方法量化与障碍物的碰撞风险。