Chinese Journal of Ship Research, Volume. 17, Issue 4, 57(2022)
Time cooperative path planning for unmanned marine system
Figures & Tables(20)
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Table 1. Information of threat sources
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威胁区 中心坐标/km 半径/km 威胁系数 类型 对空雷达威胁1 (9.4，8.3，0) 2 2 半球形 (z>0) 对空雷达威胁2 (8.4，14.2，0) 2 1.7 半球形 (z>0) 对空雷达威胁3 (15，15，0) 2 1.3 半球形 (z>0) 海面雷达威胁1 (9.4，8.3，0) 2.5 2 圆形 (z=0) 海面雷达威胁2 (8.4，14.2，0) 2.5 1.7 圆形 (z=0) 海面雷达威胁3 (15，15，0) 2.5 1.3 圆形 (z=0) 水下声呐威胁1 (11，4，0) 1.2 1.8 半球形 (z<0) 水下声呐威胁2 (14.2，2.2，0) 1.2 1.8 半球形 (z<0) 水下声呐威胁3 (16.4，7.4，0) 1.2 1.8 半球形 (z<0)
Table 2. Information of forbidden zones in the air
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禁入区 底面圆心/km 半径/km z/km 风暴1 (3，17，0) 1 (0，3) 风暴2 (3.6，11.4，0) 2 (0，3)
Table 3. Information of geofence
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地理围栏 x/km y/km z/km 空中 (0，20) (0，20) (0.05，4) 海面 (0，20) (0，20) 0 水下 (0，20) (0，20) (−3，−0.01)
Table 4. Information of forbidden zones on the sea surface
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禁入区 顶点坐标/km（顺时针顺序） 水面禁入区1 {(6.6，3.6)，(7，4.9)，(8.4，4.5)，(9.1，3.2)，(7.6，3.8)} 水面禁入区1 {(3.4，4.6)，(4.0，5.4)，(6.4，3.9)，(4.8，3.8)，(4.3，3.2)} 水面禁入区1 {(12，10.7)，(13.1，12.1)，(14.5，10)，(13.2，9.7)，(12.2，9.7)} 水面禁入区1 {(15.6，4.8)，(17.2，4.4)，(18.1，5.8)，(18.7，2.9)，(16.1，3.4)}
Table 5. Initial status information of UAV, USV and UUV
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参数 UAV USV UUV 终点坐标/km (20，20，1) (20，20，0) (20，20，−0.5) 航迹点数量 2~3 2~3 2~3 高度区间/km (0.5，3) 0 −0.5 速度区间/(m·s−1) (10，23) (10，15) (8，13) 最大转弯角/(°) 20 20 20 最大爬升角/ (°) 22 − − 最大下降角/ (°) 18 − −
Table 6. Parameter setting of DE algorithm
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参数 数值 种群规模Np 120 最大迭代次数Gm 160 个体基因长度ld 12 个体变异因子F 0.3 种群交叉算子CR 0.1
Table 7. Parameter setting of optimization function
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参数 数值 $ {A_1} $ 0.6 $ {A_2} $ 0.2 $ {A_3} $ 0.2 $ M $ 1003
Table 8. Time consumption comparison of single optimization
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编组号 种群规模 最大迭代次数 规划成功率/% 优化时间/s 333-4 120 160 100 25.777 333-5 240 300 100 90.255
Table 9. Planning results of 27 groups of experiments
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起点组合号 规划成功率/% 目标函数平均值 求解时间/s 111 74 7.559 17.856 112 58 14.061 18.256 113 54 26.710 18.354 121 72 11.543 19.455 122 60 13.250 20.253 123 72 23.391 19.789 131 72 9.560 18.981 132 60 25.314 19.987 133 74 14.756 22.211 211 96 19.051 21.236 212 88 22.423 19.879 213 78 24.023 19.365 221 100 18.635 19.879 222 100 17.998 18.254 223 98 18.896 21.236 231 100 12.998 21.352 232 100 16.335 19.365 233 100 16.098 22.348 311 100 13.498 23.154 312 100 18.756 22.456 313 100 15.210 20.458 321 100 12.936 21.454 322 100 17.963 20.385 323 100 15.416 21.729 331 100 12.764 22.364 332 100 16.857 21.698 333 100 16.987 22.658
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Fengchuan YIN, Xiaolong LIANG, Hao TAO, Yueqi HOU, Duo QI, Xianning WU. Time cooperative path planning for unmanned marine system[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2022, 17(4): 57
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Received: Feb. 19, 2021
Accepted: --
Published Online: Mar. 26, 2025
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