·446. 智能系统学报 第5卷 3)将潜器视为质点，障碍物的尺寸作适当拓展. 16 42 设S为起始点，G为目标点，每个障碍物在XY平面 10 内的圆心、半径已知.若以每个障碍物圆心的横坐标 8 6 为定值，纵坐标为变量，则可产生如图7中平行于纵 轴的虚线.潜器从起始点S到目标点G的无碰路径 2 12 16*10 即为寻找一个可行点的集合：P={S,P,P2,…,Pm, 迭代次数 G,其中P必须满足：1)P:为非障碍点；2)P与 (a)基本算法 相邻点的连线必须为可行路径，即2点之间的连线 不存在障碍.障碍物建立模型如下： 30 设起始点S和目标点G的坐标分别为(X,Y) 25 和(Xw,Yw),可行点P=(X,Y),则得到函数： 延 15 10 D=DaDrha Drs Drra 式中：Dr,表示点P和点P+之间的距离，以坐标 表示： 20 406080100120 迭代次数 D=> √(X41-X)2+(Y1-Y). (b)改进型算法 那么，导航规划的最终目标就转化为对该路径 图6改进型算法在多峰函数上的适应值变化 Fig.6 The adaptive value comparison on the multimodal 函数进行优化求解，即在Y(i=1,2,…,m)的取值 function for improved optimization 空间中寻找一组数值，使得路径最短，其中点P:和 点P:+1为非障碍点，且其连线不能存在障碍物， 表1实例数据分析 Table 1 Data analysis for example 单峰函数 多峰病态函数 次数 基本算法改进型算法 基本算法改进型算法 100 2 25 3 27 300 30 15 30 1000 20 30 18 30 3000 28 30 27 30 图7障碍物环境建模示意图 6000 30 30 30 30 Fig.7 Modeling of the space 全部达到4120 112 4512 96 注：此表中的数据是指在精度0.01时，达到要求的粒子数目. 3.2避碰检测 3导航规划环境建模方法 避碰检测的目的是判断当前的粒子所代表的路 3.1环境建模 径是否为可行路径.由于规划出的路径是由分段子 为了实现导航规划算法，对障碍物的建模方法 路径组合而成的，且子路径可以用相邻顶点的直线 应当尽量使其简单、易处理，使其符合时效性的特 来表示o: 点.因此，不考虑海洋环境对潜器的影响.为了使其 L:ax +by +c =0. 接近水下潜器的工作环境，将障碍物用其外接圆代 式中：a=y:-y-1,b=-1-,c=·y-1-x-1 替：对一个N边形的障碍物，将其各顶点连线的最 y·那么，是否与障碍物相撞就可以依据障碍物的圆 大值作为外接圆的直径，最大连线的中点即为圆心 心到直线的距离d与障碍圆的半径r(k)之间的关 并且对潜器在空间中运动做如下假设：1)潜器在水 系来判断：若障碍物满足条件d>r(k),则此路径为 下同一深度平面内运动；2)环境空间中分布有限个 可行路径；若障碍物满足条件d≤r(k),则此路径为 已知的静态障碍物，且不考虑障碍物的高度信息； 非可行路径，即潜器与障碍物碰撞