水面无人艇的多方向路径规划方法
2021-08-26杜贻群张华军
指挥控制与仿真 2021年4期
杜贻群,黄 静,张华军
(1.中国人民解放军92942部队,北京 100161;2.武汉理工大学,湖北 武汉 430070)
进入21世纪,国际形势日益复杂,海上交通运输、渔业养殖、科学研究、旅游和军事等活动日益频繁,海洋资源越来越受到各国的重视,探索海洋、开发海洋逐渐成为世界各国争相研究的热门课题[1-2]。无人航行器因其机动灵活、成本低廉、全天候作业等优点受到了前所未有的关注,各类不同的无人航行器已在民用、军事和科研[3]等不同领域得到应用,在海洋资源开发、环境质量监测、无人作战等方面发挥越来越重要的作用。在民用领域中,无人航行器可用于海洋水文气象研究,进行海水温度、密度、海流、海底地形地貌的探测[4],其可以抵达载人平台无法抵达的危险水域,为海洋环境测量提供更加准确的数据。在军事领域中,无人航行器可用于水底情报收集、战区地图绘制、协助警戒巡逻以及扫猎雷[5]等战术支持任务,为远征部队在沿海水域活动的安全提供保障。
路径规划是无人航行器的重点研究方向之一,在具有障碍物的海洋环境中按照路径最短、工作代价最小、安全性最高等性能指标[6]寻找一条从起始状态到目标状态的最优路径,是衡量其智能化水平的重要指标。许多学者在该领域中做了大量的研究工作,探索出多种有效的求解方法,使得无人航行器的规划能力不断增强。目前常用的求解方法主要有Dijkstra算法[7-10]、人 工 势 场 法[11-14]、概 率 地 图 法[15-17]、A∗算法[18-20]、蚁群算法等[21-24],其中,Dijkstra算法是典型的单源最短路径算法,该算法的优点是运算简单并且能够规划出最短路径,但运算量较大;……
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