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申请/专利权人：哈尔滨工程大学

摘要：一种基于快速扩展随机树的AUV低能耗路径规划方法，本发明属于AUV全局路径规划领域，具体涉及基于快速扩展随机树的AUV低能耗路径规划方法。本发明的目的是为了解决AUV路径规划过程中，由于海流和障碍物的影响造成能源消耗过大，一味顺流而忽视路径长度导致的路径规划准确率低，目标点处于逆流区域而难以达到目标点导致的路径规划效率低、准确率低的问题。本发明采用一种基于快速扩展随机树的AUV低能耗路径规划方法，对综合成本代价进行了优化，从而确保获得的路径兼具长度短、能耗低、准确率高、安全系数高且较为平滑的特点，进而高效完成巡航任务，有效节约资源，显著提升工作效率。

主权项：1.一种基于快速扩展随机树的AUV低能耗路径规划方法，其特征在于：所述方法具体过程为：步骤1：生成以起始点和目标点为焦点的固定椭圆区域；基于流值场S构造启发式采样区间Ξ，启发式采样区间所限定的区域为自由区域Xfree；步骤2：初始化时令迭代次数iter＝1；判断是否已经寻得一条AUV从起点到终点的路径path，若未寻得路径，则在固定椭圆区域内采样，执行步骤3；若已寻得一条AUV从起点到终点的路径，则在启发式采样区间所限定的自由区域Xfree内采样生成采样点prand，执行步骤3；步骤3：遍历树Tree＝V,E，寻找到达采样点prand消耗代价最小的点，取做邻近节点pnear；初始时树Tree只包含起始点；V表示树的节点，E表示连接节点的有向边；步骤4：基于邻近节点pnear，将洋流偏向和随机采样点方向按一定权重叠加获得基于以及加入目标点引力方向合成新的方向表达式为： 其中，表示目标点引力方向，β表示目标点引力方向的系数；由邻近节点pnear向新的方向按照指定步长生成新节点pnew；步骤5：对邻近节点pnear和新节点pnew进行避障判断，若无碰撞，则说明新节点pnew可以加入树中，并执行步骤6；若发生碰撞，则令迭代次数iter＝iter+1，执行步骤2；步骤6：基于新节点pnew进行父节点的重选，连接父节点pmin和新节点pnew并更新新节点与父节点的代价；基于父节点pmin和新节点pnew的连线重新布线；步骤7：判断迭代次数iter是否达到最大迭代次数iterMax，若达到最大迭代次数则输出当前路径，执行步骤9；否则执行步骤8；步骤8：判断树是否到达目标点pgoal，若到达目标点pgoal，则在树Tree＝V,E上形成一条AUV从起点到终点的路径path，计算path的总代价Ctotal并更新启发式采样区间Ξ，令迭代次数iter＝iter+1，执行步骤2；否则令迭代次数iter＝iter+1，执行步骤2；步骤9：利用三次均匀B样条平滑输出路径path。

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百度查询： 哈尔滨工程大学 一种基于快速扩展随机树的AUV低能耗路径规划方法