一种混合优化的全局路径规划算法

韩新洁，李欣然，范云生，孙晓界

(大连海事大学 船舶电气工程学院，辽宁 大连 116026)

0 引 言

智能化的发展首先体现在水下无人机器人、无人机、无人车的出现，随着智能化研究的深入无人水面艇随之而来并飞速进步，在军事领域技术已经较为成熟[1]。无人水面艇作为军事领域的重要研究对象，其在航行过程中的路径规划也十分关键，一般可分为2种类型：一种是全局路径规划，另一种是局部路径规划[2]。二者之间的主要区别是已知信息量的范围，全局路径规划是已知整个航行环境信息而局部路径规划则是只能根据传感器探测得到周围的环境信息[3]。传统的路径规划方法主要有人工势场法[4]、蚁群算法[5]、栅格法[6]等。智能化算法主要有模糊逻辑算法、神经网络、遗传算法以及混合算法等[7]。由于工作环境以及需要的不同，传统算法无法满足路径规划的需要因而许多研究者对算法进行了组合和改进。张玉奎[8]利用遗传算法和人工势场法对多种复杂的障碍物环境进行规划。王燕龙等[9]提出了一种基于航行安全权重，导频量和路径曲线平滑的改进A*算法。曹璐[10]针对多变因素和即时重要需求约束提出了一种基于Voronoi图和改进遗传算法的快速路径规划方法。陈超等[11]改进人工势场法来解决最小点问题。

本文在前人研究成果的基础上，以无人水面艇为例提出一种混合算法优化的全局路径规划方法，对环境中的可行区域使用A*算法预处理后使用遗传算法进行路径规划并对结果进行平滑处理获得适合快速安全行进的路线，并给出一种评价体系对规划结果进行定量的避障评价，评价结果显示通过混合优化算法规划出的路径更安全和平滑。……