基于概率势场的无人帆船实时路径规划研究

无人帆船的运动行为受外界风场影响巨大,因此如何规划行进路线,以最快到达目的地,是无人帆船应用中十分重要的难题。为了在可变风场环境下的路径规划中,利用海洋风场所具有的季节性变化规律,以降低航行时间,提出了概率势场(PPF),将风向的规律性变化与其对帆船运动的影响强度相结合,建立空间范围的风向概率势场,在寻求最优路径时,将概率势场作为启发函数的组成因子,以保证算法过程倾向于选择使风向概率势场变大的解。仿真实验表明,与传统实时路径规划算法进行对比,基于概率势场的实时规划算法所得航点,可以提高航行平均速度,显著降低无人船到达目的地所需时间。