本申請(qǐng)涉及海上路徑規(guī)劃，尤其涉及海上移動(dòng)無人平臺(tái)的動(dòng)態(tài)路徑自主規(guī)劃系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、隨著海上作業(yè)需求的增加，無人平臺(tái)在海洋探索、環(huán)境監(jiān)測和水上運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域的應(yīng)用不斷擴(kuò)大，而其中的路徑規(guī)劃、實(shí)時(shí)避障和動(dòng)態(tài)航行控制是關(guān)鍵技術(shù)。

2、目前，現(xiàn)有的路徑規(guī)劃算法多基于靜態(tài)環(huán)境的固定模型，通常通過網(wǎng)格劃分或幾何規(guī)劃來確定路徑，但在實(shí)時(shí)性要求高的復(fù)雜環(huán)境中，如潮汐流動(dòng)、風(fēng)速變化和船只運(yùn)動(dòng)頻繁的海域，難以快速反應(yīng)，無法適應(yīng)海上動(dòng)態(tài)因素的實(shí)時(shí)變化。例如，傳統(tǒng)算法在確定路徑后無法隨環(huán)境的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，當(dāng)障礙物移動(dòng)或環(huán)境條件變化時(shí)，路徑規(guī)劃的效果大打折扣，可能導(dǎo)致無人平臺(tái)偏離航道或發(fā)生碰撞。此外，海洋環(huán)境因素復(fù)雜多變，如風(fēng)、流、波浪和海洋生物活動(dòng)等，這些環(huán)境要素對(duì)無人平臺(tái)的航行影響較大，而現(xiàn)有算法難以充分建模和預(yù)測這些影響。例如，在大風(fēng)天氣或波浪較大的情況下，無人平臺(tái)的航速和航向會(huì)受到明顯影響，現(xiàn)有技術(shù)常無法做到精準(zhǔn)控制和動(dòng)態(tài)避障。

3、綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中存在由于現(xiàn)有的海上無人平臺(tái)技術(shù)在復(fù)雜海洋環(huán)境中的自主航行能力不足，導(dǎo)致動(dòng)態(tài)障礙物識(shí)別和實(shí)時(shí)路徑調(diào)整方面存在局限性，進(jìn)一步影響無人平臺(tái)在復(fù)雜環(huán)境中的自主作業(yè)效率和安全性的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)的目的是提供海上移動(dòng)無人平臺(tái)的動(dòng)態(tài)路徑自主規(guī)劃系統(tǒng)及方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在由于現(xiàn)有的海上無人平臺(tái)技術(shù)在復(fù)雜海洋環(huán)境中的自主航行能力不足，導(dǎo)致動(dòng)態(tài)障礙物識(shí)別和實(shí)時(shí)路徑調(diào)整方面存在局限性，進(jìn)一步影響無人平臺(tái)在復(fù)雜環(huán)境中的自主作業(yè)效率和安全性的技術(shù)問題。

2、鑒于上述問題，本申請(qǐng)?zhí)峁┝撕Ｉ弦苿?dòng)無人平臺(tái)的動(dòng)態(tài)路徑自主規(guī)劃系統(tǒng)及方法。

3、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝撕Ｉ弦苿?dòng)無人平臺(tái)的動(dòng)態(tài)路徑自主規(guī)劃系統(tǒng)，包括：目標(biāo)監(jiān)測時(shí)序得到模塊，所述目標(biāo)監(jiān)測時(shí)序得到模塊用于對(duì)目標(biāo)海域進(jìn)行預(yù)定時(shí)間周期的持續(xù)多維監(jiān)測，得到目標(biāo)監(jiān)測時(shí)序，其中，所述目標(biāo)海域是指目標(biāo)移動(dòng)無人平臺(tái)的活動(dòng)海域范圍；目標(biāo)可視圖生成模塊，所述目標(biāo)可視圖生成模塊用于分析所述目標(biāo)監(jiān)測時(shí)序并生成路徑規(guī)劃約束，結(jié)合所述路徑規(guī)劃約束生成所述目標(biāo)海域的目標(biāo)可視圖；初始移動(dòng)路徑生成模塊，所述初始移動(dòng)路徑生成模塊用于結(jié)合所述目標(biāo)移動(dòng)無人平臺(tái)的出發(fā)點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)對(duì)所述目標(biāo)可視圖進(jìn)行路徑規(guī)劃分析，生成初始移動(dòng)路徑；實(shí)時(shí)障礙物集合得到模塊，所述實(shí)時(shí)障礙物集合得到模塊用于激活所述目標(biāo)移動(dòng)無人平臺(tái)上布設(shè)的傳感設(shè)備組，并通過所述傳感設(shè)備組對(duì)所述目標(biāo)移動(dòng)無人平臺(tái)的實(shí)時(shí)鄰域進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測，得到實(shí)時(shí)障礙物集合；第一運(yùn)行狀態(tài)得到模塊，所述第一運(yùn)行狀態(tài)得到模塊用于提取所述實(shí)時(shí)障礙物集合中的第一障礙物，并監(jiān)測得到所述第一障礙物的第一運(yùn)行狀態(tài)；第一預(yù)測運(yùn)行狀態(tài)得到模塊，所述第一預(yù)測運(yùn)行狀態(tài)得到模塊用于分析所述第一運(yùn)行狀態(tài)得到所述第一障礙物在預(yù)定時(shí)間段的第一預(yù)測運(yùn)行狀態(tài)；動(dòng)態(tài)規(guī)劃調(diào)整模塊，所述動(dòng)態(tài)規(guī)劃調(diào)整模塊用于當(dāng)所述第一預(yù)測運(yùn)行狀態(tài)達(dá)到預(yù)定威脅約束時(shí)，將所述第一障礙物的所述第一預(yù)測運(yùn)行狀態(tài)添加至所述目標(biāo)可視圖，并根據(jù)所述目標(biāo)可視圖對(duì)所述初始移動(dòng)路徑進(jìn)行動(dòng)態(tài)規(guī)劃調(diào)整。

4、第二方面，本申請(qǐng)還提供了海上移動(dòng)無人平臺(tái)的動(dòng)態(tài)路徑自主規(guī)劃方法，包括：對(duì)目標(biāo)海域進(jìn)行預(yù)定時(shí)間周期的持續(xù)多維監(jiān)測，得到目標(biāo)監(jiān)測時(shí)序，其中，所述目標(biāo)海域是指目標(biāo)移動(dòng)無人平臺(tái)的活動(dòng)海域范圍；分析所述目標(biāo)監(jiān)測時(shí)序并生成路徑規(guī)劃約束，結(jié)合所述路徑規(guī)劃約束生成所述目標(biāo)海域的目標(biāo)可視圖；結(jié)合所述目標(biāo)移動(dòng)無人平臺(tái)的出發(fā)點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)對(duì)所述目標(biāo)可視圖進(jìn)行路徑規(guī)劃分析，生成初始移動(dòng)路徑；激活所述目標(biāo)移動(dòng)無人平臺(tái)上布設(shè)的傳感設(shè)備組，并通過所述傳感設(shè)備組對(duì)所述目標(biāo)移動(dòng)無人平臺(tái)的實(shí)時(shí)鄰域進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測，得到實(shí)時(shí)障礙物集合；提取所述實(shí)時(shí)障礙物集合中的第一障礙物，并監(jiān)測得到所述第一障礙物的第一運(yùn)行狀態(tài)；分析所述第一運(yùn)行狀態(tài)得到所述第一障礙物在預(yù)定時(shí)間段的第一預(yù)測運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)所述第一預(yù)測運(yùn)行狀態(tài)達(dá)到預(yù)定威脅約束時(shí)，將所述第一障礙物的所述第一預(yù)測運(yùn)行狀態(tài)添加至所述目標(biāo)可視圖，并根據(jù)所述目標(biāo)可視圖對(duì)所述初始移動(dòng)路徑進(jìn)行動(dòng)態(tài)規(guī)劃調(diào)整。

5、本申請(qǐng)中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：

6、通過對(duì)目標(biāo)海域進(jìn)行預(yù)定時(shí)間周期的持續(xù)多維監(jiān)測，得到目標(biāo)監(jiān)測時(shí)序，其中，所述目標(biāo)海域是指目標(biāo)移動(dòng)無人平臺(tái)的活動(dòng)海域范圍；分析所述目標(biāo)監(jiān)測時(shí)序并生成路徑規(guī)劃約束，結(jié)合所述路徑規(guī)劃約束生成所述目標(biāo)海域的目標(biāo)可視圖；結(jié)合所述目標(biāo)移動(dòng)無人平臺(tái)的出發(fā)點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)對(duì)所述目標(biāo)可視圖進(jìn)行路徑規(guī)劃分析，生成初始移動(dòng)路徑；激活所述目標(biāo)移動(dòng)無人平臺(tái)上布設(shè)的傳感設(shè)備組，并通過所述傳感設(shè)備組對(duì)所述目標(biāo)移動(dòng)無人平臺(tái)的實(shí)時(shí)鄰域進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測，得到實(shí)時(shí)障礙物集合；提取所述實(shí)時(shí)障礙物集合中的第一障礙物，并監(jiān)測得到所述第一障礙物的第一運(yùn)行狀態(tài)；分析所述第一運(yùn)行狀態(tài)得到所述第一障礙物在預(yù)定時(shí)間段的第一預(yù)測運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)所述第一預(yù)測運(yùn)行狀態(tài)達(dá)到預(yù)定威脅約束時(shí)，將所述第一障礙物的所述第一預(yù)測運(yùn)行狀態(tài)添加至所述目標(biāo)可視圖，并根據(jù)所述目標(biāo)可視圖對(duì)所述初始移動(dòng)路徑進(jìn)行動(dòng)態(tài)規(guī)劃調(diào)整，也就是說，通過實(shí)現(xiàn)無人平臺(tái)在動(dòng)態(tài)、復(fù)雜海洋環(huán)境中精準(zhǔn)避障、自適應(yīng)路徑規(guī)劃、并實(shí)時(shí)調(diào)整航行路徑的技術(shù)目標(biāo)，達(dá)到提升自主作業(yè)效率和確保航行安全的技術(shù)效果。

7、上述說明僅是本申請(qǐng)技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本申請(qǐng)的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本申請(qǐng)的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉本申請(qǐng)的具體實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)理解，本部分所描述的內(nèi)容并非旨在標(biāo)識(shí)本申請(qǐng)的實(shí)施例的關(guān)鍵或重要特征，也不用于限制本申請(qǐng)的范圍。本申請(qǐng)的其他特征將通過以下的說明書而變得容易理解。

技術(shù)特征：

1.海上移動(dòng)無人平臺(tái)的動(dòng)態(tài)路徑自主規(guī)劃系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述海上移動(dòng)無人平臺(tái)的動(dòng)態(tài)路徑自主規(guī)劃系統(tǒng)，其特征在于，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述海上移動(dòng)無人平臺(tái)的動(dòng)態(tài)路徑自主規(guī)劃系統(tǒng)，其特征在于，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述海上移動(dòng)無人平臺(tái)的動(dòng)態(tài)路徑自主規(guī)劃系統(tǒng)，其特征在于，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述海上移動(dòng)無人平臺(tái)的動(dòng)態(tài)路徑自主規(guī)劃系統(tǒng)，其特征在于，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述海上移動(dòng)無人平臺(tái)的動(dòng)態(tài)路徑自主規(guī)劃系統(tǒng)，其特征在于，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述海上移動(dòng)無人平臺(tái)的動(dòng)態(tài)路徑自主規(guī)劃系統(tǒng)，其特征在于，包括：

8.海上移動(dòng)無人平臺(tái)的動(dòng)態(tài)路徑自主規(guī)劃方法，其特征在于，通過權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的海上移動(dòng)無人平臺(tái)的動(dòng)態(tài)路徑自主規(guī)劃系統(tǒng)執(zhí)行，包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┝撕Ｉ弦苿?dòng)無人平臺(tái)的動(dòng)態(tài)路徑自主規(guī)劃系統(tǒng)及方法，涉及海上路徑規(guī)劃技術(shù)領(lǐng)域，包括：對(duì)目標(biāo)海域進(jìn)行預(yù)定時(shí)間周期的持續(xù)多維監(jiān)測；分析目標(biāo)監(jiān)測時(shí)序并生成路徑規(guī)劃約束，生成目標(biāo)海域的目標(biāo)可視圖；對(duì)目標(biāo)可視圖進(jìn)行路徑規(guī)劃分析；對(duì)目標(biāo)移動(dòng)無人平臺(tái)的實(shí)時(shí)鄰域進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測；提取實(shí)時(shí)障礙物集合中的第一障礙物，監(jiān)測得到第一障礙物的第一運(yùn)行狀態(tài)；得到第一障礙物在預(yù)定時(shí)間段的第一預(yù)測運(yùn)行狀態(tài)；將第一預(yù)測運(yùn)行狀態(tài)添加至目標(biāo)可視圖，對(duì)初始移動(dòng)路徑進(jìn)行動(dòng)態(tài)規(guī)劃調(diào)整。通過本申請(qǐng)可以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在由于現(xiàn)有的海上無人平臺(tái)技術(shù)在復(fù)雜海洋環(huán)境中的自主航行能力不足的技術(shù)問題，達(dá)到提升自主作業(yè)效率和確保航行安全的技術(shù)效果。

技術(shù)研發(fā)人員：莫敏玲,崔華義,代濤,鄧斌
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東藍(lán)鯤海洋科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19