【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及路径规划，尤其是涉及一种移动耗能设备补能路径规划方法。
技术介绍
1、在许多现代化行业中路径规划发挥着越来越重要的作用，尤其是在物流和工业搬运行业。而对于路径规划需要实现或者需要解决的问题所涉及到的技术也不一样，而对于多数的移动耗能设备，都需要进行能量补充。
2、常见的路径规划算法包括：dijkarta算法、人工势场法、a*算法、d*算法、prm算法、rrt算法、神经网络算法、蚁群算法、遗传算法等。经典a*算法中启发函数结构及参数的设置可以对路径搜索结果造成很大影响。在进行路径搜索时，移动耗能设备距离补能站位置越近，估计代价会越来越小，此时启发函数在代价函数内占的权重越小。为了改善a*算法中存在权重降低的缺点，可以将启发函数在代价函数中占的权重提高，但启发函数的权重过高时，会导致在路径寻优的初期移动耗能设备地图探索范围太小，使得移动耗能设备陷入局部寻优的情况，难以找到最优路径。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的难以找到最优路径的缺陷而提供一种移动耗能设备补能路径规划方法。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、一种移动耗能设备补能路径规划方法，包括以下步骤：
4、s1：移动耗能设备检测到自身能量低于预设阈值时，收集补能站能源信息和地图信息，地图信息包括移动耗能设备的位置坐标信息、补能站的位置坐标信息和障碍物位置坐标信息；
5、s2：根据能源信息、移动耗能设备的位
6、s3：根据最优路径进行补能导航。
7、进一步地，地图信息具体包括：将移动耗能设备的当前位置定义为原点，以移动耗能设备的当前运动方向及当前运动方向的水平垂直方向建立平面直角坐标系，在该坐标系下的移动耗能设备的当前位置坐标、各个补能站的位置坐标、障碍物的位置坐标。
8、进一步地，步骤s2具体为：
9、s21：创建第一优先列表、第二优先列表、第一哈希列表和第二哈希列表，将当前位置和各个补能站坐标位置存入第一优先列表和第二优先列表中；
10、s22：将移动耗能设备的起始坐标位置和各个补能站坐标位置分别作为双向路径规划的开始节点；
11、s23：搜寻移动耗能设备的当前位置和各个补能站坐标位置的扩展节点，并将移动耗能设备的当前位置和各个补能站坐标位置分别加入到第一哈希列表和第二哈希列表；
12、s24：将移动耗能设备的当前位置和各个补能站坐标位置的扩展节点分别加入到第一优先列表和第二优先列表，并分别用代价公式计算出代价值，并选择出代价估值最小的扩展节点；
13、s25：当双向选择的扩展节点不一致时，将正向搜寻过程中代价值最小的扩展节点移入第一哈希列表中，并将此扩展节点作为下一代正向搜索初始节点，将反向搜索过程中代价值最小的扩展节点移入第二哈希列表中，并将此扩展节点作为下一反向搜索的初始节点，返回s23；当双向选取的扩展节点坐标相同时，则得到最优路径。
14、进一步地，步骤s23中，扩展节点是以当前位置节点为中心，相临节点中代价估值最小的节点。
15、进一步地，补能提醒为移动耗能设备产生的模拟信号。
16、进一步地，步骤s2中，双向路径寻优算法的表达式为：
17、f(n)＝g(n)+qhi(n)
18、式中，f(n)为移动耗能设备起始位置经由任意节点n到达路径规划终点补能站的代价函数，g(n)为从移动耗能设备路径规划的起点到节点n的实际代价值，实际代价值为移动耗能设备从起点到节点n移动的距离，i为储能站编号，hi(n)为从节点n到路径规划终点补能站i的估计代价值，估计代价值等于补能距离，q为补能信息强度。
19、进一步地，补能信息强度q的计算公式如下：
20、
21、式中，d为补能距离，v为补能速率，n为补能供应信息，为补能站位置的横坐标，为补能站位置的纵坐标，xn为移动耗能设备位置的横坐标，yn为移动耗能设备位置的纵坐标，补能信息强度q是补能速率和补能供应信息以及从起点到当前节点实际代价值g(n)的乘积与从当前节点到目标节点距离的比值。
22、进一步地，补能距离d的计算表达式为：
23、
24、式中，为补能站位置的横坐标，为补能站位置的纵坐标，xn为移动耗能设备位置的横坐标，yn为移动耗能设备位置的纵坐标。
25、进一步地，补能速率等于充能桩的功率。
26、进一步地，能源信息包括补能速率和供应信息以及距离信息。
27、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
28、1)本专利技术通过对双向路径寻优算法代价函数进行优化，同时采用补能信息强度调整设计启发函数，通过引入补能信息强度的双向寻优算法计算最优路径，调整在不同距离下的补能信息强度，控制路径搜索的范围，调节算法的收敛能力，取得准确的补能路径搜索结果。
29、2)本专利技术通过改进后得到的双向路径寻优算法，从移动耗能设备和补能站两端分别搜寻移动耗能设备的当前位置和各个补能站坐标位置的扩展节点，直到双向选取的扩展节点坐标相同，减小单侧的搜索半径，提高算法的总搜索效率。
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1.一种移动耗能设备补能路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种移动耗能设备补能路径规划方法，其特征在于，所述地图信息具体包括：将移动耗能设备的当前位置定义为原点，以移动耗能设备的当前运动方向及当前运动方向的水平垂直方向建立平面直角坐标系，在该坐标系下的移动耗能设备的当前位置坐标、各个补能站的位置坐标、障碍物的位置坐标。
3.根据权利要求2所述的一种移动耗能设备补能路径规划方法，其特征在于，步骤S2具体为：
4.根据权利要求3所述的一种移动耗能设备补能路径规划方法，其特征在于，步骤S23中，所述扩展节点是以当前位置节点为中心，相临节点中代价估值最小的节点。
5.根据权利要求1所述的一种移动耗能设备补能路径规划方法，其特征在于，所述补能提醒为移动耗能设备产生的模拟信号。
6.根据权利要求1所述的一种移动耗能设备补能路径规划方法，其特征在于，步骤S2中，双向路径寻优算法的表达式为：
7.根据权利要求6所述的一种移动耗能设备补能路径规划方法，其特征在于，所述补能信息强度Q的计算公式如下
8.根据权利要求7所述的一种移动耗能设备补能路径规划方法，其特征在于，所述补能距离d的计算表达式为：
9.根据权利要求1所述的一种移动耗能设备补能路径规划方法，其特征在于，所述补能速率等于充能桩的功率。
10.根据权利要求1所述的一种移动耗能设备补能路径规划方法，其特征在于，所述能源信息包括补能速率和供应信息以及距离信息。
...【技术特征摘要】
1.一种移动耗能设备补能路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种移动耗能设备补能路径规划方法，其特征在于，所述地图信息具体包括：将移动耗能设备的当前位置定义为原点，以移动耗能设备的当前运动方向及当前运动方向的水平垂直方向建立平面直角坐标系，在该坐标系下的移动耗能设备的当前位置坐标、各个补能站的位置坐标、障碍物的位置坐标。
3.根据权利要求2所述的一种移动耗能设备补能路径规划方法，其特征在于，步骤s2具体为：
4.根据权利要求3所述的一种移动耗能设备补能路径规划方法，其特征在于，步骤s23中，所述扩展节点是以当前位置节点为中心，相临节点中代价估值最小的节点。
5.根据权利要求1所述的一种移动耗能设...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐彬，高正新，葛旭东，林明辉，王腾，
申请(专利权)人：上海应用技术大学，
类型：发明
国别省市：
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