LU101832B1 - Route Planning Method and System for Unmanned Surface Vehicles Based on Improved Particle Swarm Optimization - Google Patents
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Claims (10)
1. Procédé de planification d’un itinéraire pour des véhicules de surface sans pilote (USV), basé sur une optimisation améliorée par essaim de particules, le procédé comprenant les étapes suivantes consistant à : acquérir plusieurs positions devant être passées par l'USV ; acquérir une route de traversée optimale de l'USV par un calcul itératif de plusieurs positions devant être franchies par l'USV sur la base de l'optimi- sation améliorée par essaim de particules ; dans lequel, l'optimisation amé- liorée par essaim de particules est obtenue sur la base des stratégies d'op- timisation du poids d'inertie linéairement décroissant, du coefficient d'ac- célération de commande adaptative et de l'inversion de groupement aléa- toire ; contrôler l'USV pour un déplacement selon l'itinéraire de déplacement op- timal.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les étapes spécifiques de l'optimisation améliorée par essaim de particules comprennent : S201 : initialiser et électionner la taille de la population et du nombre maxi- mal d'itérations ; définissant la fonction d’aptitude ; fixer les coefficients d'accélération cı et cz sur la base de la stratégie d'op- timisation du coefficient d'accélération de commande adaptative ; fixer le poids d'inertie w sur la base de la stratégie d'optimisation de la di- minution linéaire du poids d'inertie ; S202 : évaluer la valeur d'adaptation initiale pour la vitesse d'initialisation et positionner chaque particule, et enregistrer la position optimale de l'individu initial et la position optimale par essaim de particules ; S203 : juger si le nombre maximal d'itérations est atteint ou si la valeur d'erreur est inférieure à la valeur d'erreur minimale définie ; si le nombre maximal d'itérations est atteint ou si la valeur d'erreur est inférieure à la valeur d'erreur minimale définie, elle sera achevée ; si le nombre maximal d'itérations n'est pas atteint ou si la valeur d'erreur est supérieure ou égale à la valeur d'erreur minimale définie, passer à S204; S204 : mettre à jour la vitesse individuelle et de la position individuelle pour chaque particule, et évaluation de nouvelles valeurs d’adaptation ; diviser la population en plusieurs sous-populations sur la base de la straté- gie d'optimisation de l'inversion de groupement aléatoire, et faire évoluer indépendamment chaque sous-population ;
lu101832 mettre à jour la position optimale de chaque particule et de la position op- timale par essaim de particules, et retour à S203.
3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel les coefficients d'accélération c1 et c2 sont définis sur la base de la stratégie d'optimisation du coefficient d'accélération de commande adaptative ; les étapes spécifiques compren- nent : K = P/N (6) ¢1 = (Cimax = Cimin)K + Camin (7) C2 = (Camax — Comin) K + Comin (8) où P représente le nombre de particules ayant convergé avec succès dans l'itération primaire ; K fait référence au coefficient d'évaluation ; K est le rapport du nombre de particules ayant convergé avec succès à la taille ini- tiale de l’essaim lors de l'itération primaire ; N représente le nombre total de particules ; cı et ca sont des coefficients d'accélération; cimax est la va- leur maximale de C1 ; cimin fait référence au minimum de ca ; Camax fait réfé- rence au maximum de C2 ; Camin est la valeur minimale de ca.
4. Procédé selon la revendication 2, dans lequel le poids d'inertie w est établi sur la base de la stratégie d'optimisation du poids d'inertie à diminution linéaire ; les étapes spécifiques comprennent : ajuster dynamiquement la masse inertielle w sous la forme d'une diminu- tion linéaire du processus d'itération : W = Wmax 7 M X (Wmax = Wmin)/M (3) OÙ Wmax est la valeur maximale de la masse inertielle w ; Wmin est la valeur minimale de la masse inertielle w ; m est le nombre actuel d'itérations et M est le nombre maximal d'itérations.
5. Procédé selon la revendication 2, dans lequel une seule population est di- visée en plusieurs sous-populations sur la base d'une stratégie d'optimisa- tion d'inversion de groupe aléatoire ; les étapes spécifiques incluent : per- turber l'ordre de toutes les particules et les faire évoluer indépendamment avec quatre particules dans un groupe, et obtenir un nouvel essaim de par- ticules après que toutes les particules ont évolué.
6. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la mise à jour de la position optimale individuelle de chaque particule et de la position optimale par essaim de particules comprennent les étapes spécifiques consistant à : VIE = wold + or PR — x) + ert (Pas — x) (1)
lu101832 Xis = xs vg (2) où, m et s représentent le nombre actuel d'itérations et la s®™ dimension, respectivement ; ri et r2 sont des nombres aléatoires uniformément répartis entre 0 et 1, et w est le paramètre de contrôle par optimisation par essaim de particules (PSO).
7. Système de planification d'itinéraire pour les USV basé sur l'optimisation améliorée par essaim de particules, le système comprenant : un module d'acquisition, qui est configuré pour l'acquisition de plusieurs positions à passer par l'USV ; un module d'acquisition de l'itinéraire de déplacement optimal, qui est configuré pour acquérir un itinéraire de déplacement optimal de l'USV par le calcul itératif de plusieurs positions devant être passées par l'USV sur la base de l'optimisation améliorée par essaim de particules ; dans lequel, l'optimisation améliorée par essaim de particules est obtenue sur la base des stratégies d'optimisation du poids d'inertie linéairement décroissant, du coefficient d'accélération de commande adaptative et de l'inversion de | groupement aléatoire; le module de contrôle, qui est configuré pour contrôler l'USV pour le | déplacer selon l'itinéraire de déplacement optimal. | 20 | 8. Système selon la revendication 7, dans lequel le module d'acquisition de { l'itinéraire de déplacement optimal comprend : une unité initialisée, qui est configurée pour une initialisation et une sélection de la taille de la population et du nombre maximal d'itérations ; définissant la fonction d’adaptation ; des coefficients d'accélération fixés ci et c; sur la base de la stratégie d'optimisation du coefficient d'accélération de commande adaptative ; un poids d'inertie fixé w sur la base de la stratégie d'optimisation de la diminution linéaire du poids d'inertie ; une unité d'évaluation 1, qui est configurée pour évaluer la valeur d'adaptation initiale pour la vitesse d'initialisation et positionner chaque particule, et enregistrer la position optimale de l'individu initial et la position optimale de l'essaim de particules ; une unité de décision, qui est configurée pour évaluer si le nombre maximal d'itérations est atteint ou si la valeur d'erreur est inférieure à la valeur d'erreur minimale définie ;
lu101832 si le nombre maximal d'itérations est atteint ou si la valeur d'erreur est inférieure à la valeur d'erreur minimale définie, elle sera terminée; | si le nombre maximal d'itérations n'est pas atteint ou si la valeur d'erreur est supérieure ou égale a la valeur d'erreur minimale définie, passer a la | 5 deuxiéme unité d'évaluation ; une unité d'évaluation 2, qui est configurée pour une mise a jour de la vitesse individuelle et de la position individuelle pour chaque particule, et | l'évaluation de nouvelles valeurs d’adaptation ; une division de la population en plusieurs sous-populations sur la base de la stratégie d'optimisation de l'inversion de groupement aléatoire, et faire évoluer indépendamment chaque sous-population; une mise à jour de la position optimale de chaque particule et la position optimale de l'essaim de particules, et revenir à l'unité de décision.
9. Dispositif électronique, comprenant une mémoire, un processeur et une instruction informatique stockée en mémoire et exécutée sur le processeur, qui est exécutée par le processeur, pour que l'une quelconque des méthodes définies dans les revendications 1 à 6 puis être réalisée.
10. Support de stockage lisible par ordinateur, lequel est utilisé pour stocker les instructions informatiques qui sont exécutées par le processeur, pour que l'une quelconque des méthodes définies dans les revendications 1 à 6 puissent être exécutée.
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202010170289.7A CN111174794A (zh) | 2020-03-12 | 2020-03-12 | 基于改进粒子群算法的无人艇路径规划方法及系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| LU101832B1 true LU101832B1 (en) | 2020-10-05 |
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ID=70648534
Family Applications (1)
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| LU101832A LU101832B1 (en) | 2020-03-12 | 2020-06-05 | Route Planning Method and System for Unmanned Surface Vehicles Based on Improved Particle Swarm Optimization |
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| CN113124873B (zh) * | 2021-04-09 | 2022-08-16 | 青岛哈船海智科技有限公司 | 基于海洋环境信息的uuv多指标约束三维航路规划方法 |
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2020
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Effective date: 20201005 |