动态海冰状态下极地船舶改进D^(*)Lite路径规划方法

为解决船舶在极地海域下的动态路径规划问题,提出一种结合极地运行限制风险评估系统(POLARIS)的改进D^(*)Lite动态路径规划算法。首先,引入POLARIS风险模型,通过分析栅格化的海冰密集度和海冰厚度数据,结合船舶类型,建立极地通航风险模型,构建具有通航风险指数的栅格环境地图,并对D^(*)Lite算法的代价函数进行重新构建;其次,通过扩展搜索邻域,使船舶转弯角度不局限于π/2或π/4的整数倍,提高路径平滑,缩短路径长度;最后,通过引入因安全系数膨胀不可通航区域附近栅格的通航指数,提高预规划和重规划航线远离固定障碍物概率。仿真实验表明,改进后的D^(*)Lite算法较传统算法不仅减少了15.49%~40.30%的海冰风险,而且减少了2.99%~5.32%的路径长度和45.95%~60.98%的路径拐点数。