在水面無人艇導(dǎo)航模塊中,自主路徑規(guī)劃處于核心地位,而路徑規(guī)劃控制策略又是其中的關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)的無人艇路徑規(guī)劃算法普遍存在固有缺陷,也無法將局部和全局路徑規(guī)劃方法無縫集成,因而效率較低。針對以上問題提出一種結(jié)合了局部和全局路徑規(guī)劃算法的組合策略。在全局算法方面采用勢場蟻群算法（APF-ACO）,水面無人艇在巡航之前,將會在指定的電子地圖上規(guī)劃相對最優(yōu)路徑,解決了傳統(tǒng)蟻群算法（ACO）存在的過早收斂和效率低的問題;局部算法方面采用改進(jìn)后的人工勢場法,該方法針對未知環(huán)境進(jìn)行實時路徑規(guī)劃,解決了傳統(tǒng)勢場法中存在的局部極小和目標(biāo)不可達(dá)問題。對所提出的改進(jìn)方法進(jìn)行了仿真分析,結(jié)果表明所提出的控制方法具有可行性。 

【文章來源】：常州大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,32(03)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

目標(biāo)不可達(dá)現(xiàn)象

1)目標(biāo)不可達(dá)問題當(dāng)目標(biāo)位置附近存在障礙物的情況下,無人艇不受斥力影響,而只存在引力作用時,隨著無人艇不斷接近目標(biāo)點,其受到附近障礙物斥力影響越來越大;而在某一位置,出現(xiàn)無人艇所受引力小于斥力時,無人艇仍朝著目標(biāo)運動,但最終無法到達(dá)目標(biāo)點。如圖1所示,所規(guī)劃的路徑最終無法收斂。

4.1 改進(jìn)人工勢場法仿真分析假設(shè)目標(biāo)位置在坐標(biāo)原點(0,0),障礙物位置為(0.6,0),無人艇當(dāng)前路徑點(-1.5,0),沿x軸正方向朝目標(biāo)點運動,圖3表示當(dāng)Krep=Katt=1,d0=2,n分別為0.1,0.5,1,1.5,2,3時,無人艇所受到的總勢場變化。由圖3可知,當(dāng)n>1時,只存在全局最小,當(dāng)n<1時,勢場曲線發(fā)生形變,并在趨向目標(biāo)點的過程中存在局部極小點,n越小,無人艇在趨向目標(biāo)點過程中,所受的總勢場曲線形變越大,并存在局部極小值。因此,為了保證路徑收斂,同時避免發(fā)生局部極小,修正因子n應(yīng)取值大于1。但n取值過大也會增加算法的計算量,不利于算法的有效執(zhí)行,降低了算法的效率,因此,可取n=2,則總勢場函數(shù)可表示為

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3496719