航迹规划的方法、装置、终端设备以及存储介质

技术领域

本发明涉及航迹规划技术领域，尤其涉及一种航迹规划的方法、装置、终端设备以及存储介质。

背景技术

随着我国“二十一世纪海上丝绸之路”的快速发展，海上航向安全显得日益重要，同时对海上突发事件的应急救援提出了更高要求，其中，在海上应急救援任务中起到重要作用的便是海面搜救航迹优化。受到搜救时效性、搜救覆盖性、搜救环境限制等因素影响，海面搜救航迹优化问题通常是一个多目标优化问题，各优化目标相互约束甚至相互排斥，但又缺一不可。例如，希望在最短时间内完成海面搜救任务，则需要在一定程度上牺牲搜救航迹对海面的覆盖性，并且船舶在搜救过程中需要规避海风、海浪、暗礁等禁航区，同样会对搜救时效和搜救覆盖性造成影响。

但是相关技术在解决海面最优航迹规划问题时大多考虑单一指标，如时间最短、航迹最短等，因此在进行海面搜救时获得的航迹规划结果并不能满足实际搜救的需求，航迹规划结果对实际海面搜救的帮助效果不明显。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提供一种航迹规划的方法、装置、终端设备以及存储介质，旨在解决海面最优航迹规划问题时大多考虑单一指标，如时间最短、航迹最短等，因此在进行海面搜救时获得的航迹规划结果并不能满足实际搜救的需求，航迹规划结果对实际海面搜救的帮助效果不明显的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种航迹规划的方法，包括：

获得目标区域，并确定所述目标区域对应的水平范围和垂直范围；

根据所述水平范围和所述垂直范围确定所述目标区域对应的航行距离；

确定所述航行距离和所述目标区域的航行时间对应的航行关系；

根据所述航行距离和所述航行关系确定所述目标区域对应的目标约束函数；

根据所述目标约束函数确定所述目标区域对应的目标航迹规划结果。

第二方面，本发明实施例提供一种航迹规划的装置，包括：

数据获取模块，用于获得目标区域，并确定所述目标区域对应的水平范围和垂直范围；

距离确定模块，用于根据所述水平范围和所述垂直范围确定所述目标区域对应的航行距离；

关系确定模块，用于确定所述航行距离和所述目标区域的航行时间对应的航行关系；

约束确定模块，用于根据所述航行距离和所述航行关系确定所述目标区域对应的目标约束函数；

结果确定模块，用于根据所述目标约束函数确定所述目标区域对应的目标航迹规划结果。

第三方面，本发明实施例还提供一种终端设备，所述终端设备包括处理器、存储器、存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的计算机程序以及用于实现所述处理器和所述存储器之间的连接通信的数据总线，其中所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如本发明说明书提供的任一项航迹规划的方法的步骤。

第四方面，本发明实施例还提供一种存储介质，用于计算机可读存储，其特征在于，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如本发明说明书提供的任一项航迹规划的方法的步骤。

本发明实施例提供一种航迹规划的方法、装置、终端设备以及存储介质，该方法包括获得目标区域，并确定目标区域对应的水平范围和垂直范围；根据水平范围和垂直范围确定目标区域对应的航行距离；确定航行距离和目标区域的航行时间对应的航行关系；根据航行距离和航行关系确定目标区域对应的目标约束函数；从而根据目标约束函数确定目标区域对应的目标航迹规划结果。本申请中在建立目标约束函数时利用了目标区域中的航行距离和航行关系，进而在获得目标航迹规划结果时考虑多个条件指标，因此，提高了目标航迹规划结果的可靠性，解决了海面最优航迹规划问题时大多考虑单一指标导致在进行海面搜救时获得的航迹规划结果并不能满足实际搜救的需求，航迹规划结果对实际海面搜救的帮助效果不明显的问题，提高了海面搜救的速度，进一步提高了对实际海面搜救的帮助效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种航迹规划的方法的流程示意图；

图2为图1中的航迹规划的方法的子步骤S102流程示意图；

图3为实施本实施例提供的一种目标对象在目标区域中进行“之”字航行的效果示意图；

图4为本发明实施例提供的一种樽海鞘链中的追随者和领导者之间关系的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种航迹规划的装置的模块结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种终端设备的结构示意框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

附图中所示的流程图仅是示例说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

本发明实施例提供一种航迹规划的方法、装置、终端设备以及存储介质。其中，该航迹规划的方法可应用于终端设备中，该终端设备可以平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、个人数字助理和穿戴式设备等电子设备。该终端设备可以为服务器，也可以为服务器集群。

下面结合附图，对本发明的一些实施例作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参照图1，图1为本发明实施例提供的一种航迹规划的方法的流程示意图。

如图1所示，该航迹规划的方法包括步骤S101至步骤S105。

步骤S101、获得目标区域，并确定所述目标区域对应的水平范围和垂直范围。

示例性地，获得目标对象航行的目标区域，从而确定目标区域对应的范围信息，范围信息包括水平范围和垂直范围。水平范围为目标区域在水平方向下的航行范围，垂直范围为目标区域在垂直方向下的航行范围。其中，水平方向和垂直方向可根据自行定义的参考系进行设置，水平范围和垂直范围根据参考系的变化而发生变化，但是水平范围对应的范围间距离以及垂直范围对应的范围间距离不变。

例如，目标对象为搜救船舶，目标区域为待搜救区域，该待搜救区域对应的区域在世界坐标系下的坐标分别为A(x1,y1)、B(x2,y1)、C(x2,y2)、D(x1,y2)，则水平范围为[x1,x2]，垂直范围为[y1,y2]；当将目标区域转换至以AB所在直线为x轴，AD所在直线为y轴，A为原点的坐标系时，则该目标区域对应的水平范围为[0,x2-x1]，垂直范围为[0,y2-y1]。也即水平范围和垂直范围对目标区域的描述根据参考系的变化而发生变化，但是水平范围对应的范围间距离以及垂直范围对应的范围间距离不变。

步骤S102、根据所述水平范围和所述垂直范围确定所述目标区域对应的航行距离。

示例性地，目标对象在目标区域中进行搜救，目标对象在搜救区域中多次折返，因此根据目标对象在目标区域中进行航行的方式结合目标区域对应的水平范围和垂直范围确定目标对象在目标区域对应的航行距离。

在一实施例中，所述根据所述水平范围和所述垂直范围确定所述目标区域对应的航行距离，具体地，参照图2，步骤S102包括：子步骤S1021至子步骤S1022。

子步骤S1021、确定所述目标区域对应的初始折返次数和初始航向角。

示例性地，目标对象在目标区域中进行搜救，目标对象在搜救区域中多次折返，其中，目标对象在目标区域中进行航行的方式为以“之”字形前进，如图3所示，则根据该航行方式获得目标对象对应的初始折返次数和初始航向角。

子步骤S1022、根据所述初始折返次数、所述初始航向角、所述水平范围和所述垂直范围确定所述目标区域对应的航行距离。

示例性地，根据初始折返次数、初始航向角、水平范围和垂直范围确定目标区域对应的航行距离，其中，航行距离的计算方式如下列公式所示：

，

其中，

步骤S103、确定所述航行距离和所述目标区域的航行时间对应的航行关系。

示例性地，目标对象在目标区域中执行搜救任务时，搜救的越仔细解决待搜救任务越好，则航行距离越长，但是航行距离越长所消耗的航行时间越长，则对解决待搜救任务越不友好，因此，为在同时保证航行距离和航行时间的条件下，更高效的解决待搜救任务。则获得航行距离和以及该航行距离的航行时间之间对应的航行关系。

例如，航行距离为L，航行速度为V，则航行时间T为L/V，当航行速度V为固定数值，则航行时间T和航行距离L之间成正相关，则当航行距离L越大时，航行时间T也越大，当航行距离L越小时，航行时间T也越小。

步骤S104、根据所述航行距离和所述航行关系确定所述目标区域对应的目标约束函数。

示例性地，航行时间T和航行距离L之间成正相关，则为快速解决目标对象在目标区域中的待搜救任务，则需要同时保证航行时间T和航行距离L均较小，由于航行时间T和航行距离L之间成正相关，则当航行距离L越长，则目标对象对目标区域的搜索越细致，同时航行时间T越长；相反，航行时间T越小，则意味着1/L越大。因此，可将目标约束函数设置为：

，

其中，α表示初始航向角，L表示航行距离，航行距离L、Lx、Ly可根据下列公式获得：

，

表示垂直范围的最大值，/>

在一些实施方式中，所述根据所述航行距离和所述航行关系确定所述目标区域对应的目标约束函数，包括：获得所述目标区域对应的环境信息，所述环境信息包括风速信息、海浪信息；确定所述风速信息在所述目标区域对应的风速强度和确定所述海浪信息在所述目标区域对应的海浪强度；根据所述风速强度和所述海浪强度确定目标对象在所述目标区域对应的风险代价；根据所述航行距离和所述航行关系确定所述目标区域对应的初始约束函数；将所述风险代价和所述初始约束函数根据罚函数法进行修改，获得所述目标区域对应的目标约束函数；其中，根据下列公式确定所述目标约束函数：

，

其中，

示例性地，目标对象在目标区域中执行实际搜救任务时，可能无法避开恶劣天气、恶劣海况、能见度低等不利条件，而现有航迹规划问题模大多只考虑地形静态环境因素，较少考虑海风、海浪等气象水文环境因素。因此，导致航迹规划结果的可参考性较差。

示例性地，为提高航迹规划结果的可靠性，则获得目标区域对应的环境信息，环境信息可以包括目标区域对应的风速信息、海浪信息。风速信息包括目标对象在每次折返过程中可能遇到的风速值；海浪信息包括目标对象在每次折返过程中可能遇到的海浪高度值。

示例性地，目标对象在目标区域中每次折返过程中的风速值可能会随时发生变化，则获得目标对象在目标区域中每次折返过程中的风速值对应的平均值作为目标对象在该次折返过程中的目标风速值，进而根据目标风速值确定风速信息在目标区域对应的风速强度。

示例性地，目标对象在目标区域中每次折返过程中的海浪高度值可能会随时发生变化，则获得目标对象在目标区域中每次折返过程中的海浪高度值对应的平均值作为目标对象在该次折返过程中的目标海浪高度值，进而根据目标海浪高度值确定海浪信息在目标区域对应的海浪强度。

示例性地，将风速强度和海浪强度进行求和从而确定目标对象在目标区域对应的风险代价。根据航行距离和航行关系确定目标区域对应的初始约束函数；初始约束函数为minf(N)，进而将风险代价和初始约束函数根据罚函数法进行修改，获得目标区域对应的目标约束函数，如下列公式所示：

，

其中，

可选地，

示例性地，

在一些实施方式中，所述根据所述风速强度和所述海浪强度确定目标对象在所述目标区域对应的风险代价，包括：在所述初始折返次数中每次折返中获得所述目标对象在所述目标区域对应的所述风速强度和所述海浪强度；将所述初始折返次数中全部折返中所述风速强度和所述海浪强度进行求和，获得所述风险代价；其中，根据下列公式确定所述风险代价：

，

表示所述风险代价，N表示所述初始折返次数，/>

示例性地，获得目标对象在目标区域中初始折返次数中每次折返中的风速值对应的平均值作为目标对象在该次折返过程中的目标风速值，进而根据目标风速值与目标对象在航行过程中的风速的危险阈值进行计算从而确定风速信息在目标区域对应的风速强度。并获得目标对象在目标区域中初始折返次数中每次折返中的海浪高度值对应的平均值作为目标对象在该次折返过程中的目标海浪高度值，进而根据目标海浪高度值与目标对象在航行过程中的海浪的危险阈值进行计算，从而确定海浪信息在目标区域对应的海浪强度。

例如，风速越大则风的强度越大，同时目标对象在目标区域中航行越危险。因此，用风速强度表示海风威胁。则风速强度的计算方式如下：

，

其中，

可选地，

例如，海浪越高则浪的强度越大，同时目标对象在目标区域中航行越危险。因此，用海浪强度表示海浪威胁。则海浪强度的计算方式如下：

，

其中，

可选地，

示例性地，在获得目标对象在目标区域中初始折返次数中每次折返中获得对应的风速强度和海浪强度后，将初始折返次数中全部折返中风速强度和海浪强度进行求和，从而获得风险代价。风险代价的计算公式如下所示：

，

表示风险代价，N表示初始折返次数，/>

可选地，计算风险代价的过程中还可以对初始折返次数中每次折返中风速强度和海浪强度设置权重系数，从而使得风速强度和海浪强度对风险代价具有不同的影响程度，进而提高风险代价的准确性。权重系数的设置方式可根据实际经验进行设置，本申请不做具体显示，用户可根据实际需求自行选择。

步骤S105、根据所述目标约束函数确定所述目标区域对应的目标航迹规划结果。

示例性地，目标约束函数中包含多个优化目标，则可采用多目标优化算法对目标约束函数中的优化目标进行求解。

例如，多目标优化算法为多目标人工蜂鸟算法，进而根据多目标人工蜂鸟算法对目标约束函数中的折返次数和航向角进行优化，从而根据折返次数和航向角确定目标区域对应的目标航迹规划结果。

可选地，多目标优化算法可以为多目标人工蜂鸟算法，也可以为多目标粒子群优化算法等等，本申请不做具体限制，用户可根据实际需求自行设置。

在一些实施方式中，所述根据所述目标约束函数确定所述目标区域对应的目标航迹规划结果，包括：根据樽海鞘算法对所述目标约束函数进行优化，获得所述目标区域对应的目标折返次数和目标航向角；根据所述目标折返次数和所述目标航向角确定所述目标区域对应的目标航迹规划结果。

示例性地，根据樽海鞘算法对目标约束函数进行优化，从而获得目标区域对应的目标折返次数和目标航向角。其中，樽海鞘算法模拟了樽海鞘的聚集成链的生活习性而提出的优化算法，算法将群体分为领导者和追随者，领导者以全局最优为中心进行搜索，为算法提供了全局搜索能力，保证种群收敛，引追随者跟随自己的前一个个体，为算法提供了局部搜索能力，保证算法精度。

樽海鞘算法(Salp Swarm Optimization Algorithm, SSOA)是一种新型智能算法，模拟樽海鞘群在觅食过程中向食物运动的链式行为。樽海鞘群在觅食时聚集在一起，形成樽海鞘链。樽海鞘链由两类樽海鞘组成：领导者和追随者。领导者和追随者分工明确，领导者负责全局搜索，追随者则负责局部充分探索，同时还会向着领导者的方向渐进移动，由此降低陷入局部最优的概率。

SSOA的主要步骤如下：

1）初始化

樽海鞘的在解空间中的位置矢量由M×D矩阵表示，其中，M为樽海鞘种群规模，D为解空间的维度，即优化变量的数目，本申请中优化变量的数目为2，包括折返次数和航向角：

，

显然，第i个樽海鞘在第j维空间中的位置可表示为pi,j。对于领导者有i=1。同时，设迭代次数T=1。

2）领导者位置更新

领导者在解空间中的位置按如下方式更新：

，

其中，T为SSOA当前迭代次数，Tmax为SSOA最大迭代次数。pb,j为整个群体迄今在第j维空间中发现的最优位置。c1是用于控制全局探索和局部开发的参数，c2, c3为[0, 1]之间的随机数。

3）追随者位置更新

根据图4，樽海鞘链中的追随者并非各自独立，而是相互连接、彼此影响，整体呈链状惯序前进。所有追随者均跟随领导者运动，其位置变化如下：

，

4）令迭代次数T=T+1并返回步骤2），直至T=Tmax，从而获得目标折返次数和目标航向角。

示例性地，利用樽海鞘算法获得目标对象在目标区域进行搜索时所需的目标折返次数和目标航向角后，根据目标折返次数和目标航向角确定目标对象在目标区域对应的目标航迹，进而将目标航迹确定为对应的目标航迹规划结果。

在一些实施方式中，所述根据樽海鞘算法对所述目标约束函数进行优化，获得所述目标区域对应的目标折返次数和目标航向角，包括：采用多个樽海鞘链对所述目标约束函数进行寻优，获得樽海鞘链群；对所述樽海鞘链群中每个所述樽海鞘链利用西格玛法确定所述樽海鞘链对应的西格玛值；根据所述西格玛值确定所述樽海鞘链群中对应的目标樽海鞘链，并将所述目标樽海鞘链对应的领导者确定为所述樽海鞘链群中其它所述樽海鞘链对应的引导者；根据所述引导者确定所述目标区域对应的目标折返次数和目标航向角；其中，根据下列公式确定所述樽海鞘链对应的西格玛值：

，

表示第k条樽海鞘链对应的折返次数，/>

示例性地，在多目标优化问题中，一般意义下的“最优”不再有意义。此时可以用帕雷托最优的概念定义“最优”，将优化问题转化为寻找帕雷托最优解集。此时，需要采用多个樽海鞘链对多目标进行寻优，即组成樽海鞘链群，进而形成多目标SSOA优化算法(Multi-Object SSOA, MOSSOA)。

示例性地，MOSSOA的主要难点在于选择合适的樽海鞘链，提取该链条上的领导者，将作为其它樽海鞘链的引导者。记MOSSOA采用K条樽海鞘链，第k(k=1,2,…, K)条樽海鞘链的领导者在解空间中位于p

，

表示第k条樽海鞘链对应的折返次数，/>

示例性地，根据樽海鞘链群中每个樽海鞘链对应的引导者进行优化从而确定目标区域对应的目标折返次数和目标航向角。

在一些实施方式中，所述根据所述西格玛值确定所述樽海鞘链群中对应的目标樽海鞘链，包括：计算所述樽海鞘链群中任意两个所述樽海鞘链对应的所述西格玛值之间的差值；根据所述差值确定所述樽海鞘链群中对应的目标樽海鞘链。

示例性地，对于樽海鞘链群中任意两条樽海鞘链，若其西格玛值相等，则称它们在空间中具有角位置相似性。通过计算帕雷托最优解集以及每条樽海鞘链的西格玛值，然后以西格玛值之差的绝对值最小为指标进行匹配，进而在帕雷托最优解集中为每条樽海鞘链找到相应的引导者p

本申请中提出的航迹规划方法，考虑了目标对象在执行任务过程中的时效性和覆盖性指标，同时考虑了执行任务过程中的海洋环境风险，包括海风、海浪等海况因素。并且本申请提出的航迹规划方法在进行多目标求解过程中，无需实现设定超参数，通过为每条樽海鞘链寻找引导者实现快速更新整个帕雷托最优解集，能够快速给出目标区域中的最优搜救航迹帕雷托集，为海面搜救任务快速规划提供参考。因此，提高了目标航迹规划结果的可靠性，解决了海面最优航迹规划问题时大多考虑单一指标导致在进行海面搜救时获得的航迹规划结果并不能满足实际搜救的需求，航迹规划结果对实际海面搜救的帮助效果不明显的问题，提高了海面搜救的速度，进一步提高了对实际海面搜救的帮助效果。

请参阅图5，图5为本申请实施例提供的一种航迹规划的装置200，该航迹规划的装置200包括数据获取模块201、距离确定模块202、关系确定模块203、约束确定模块204、结果确定模块205，其中，数据获取模块201，用于获得目标区域，并确定所述目标区域对应的水平范围和垂直范围；距离确定模块202，用于根据所述水平范围和所述垂直范围确定所述目标区域对应的航行距离；关系确定模块203，用于确定所述航行距离和所述目标区域的航行时间对应的航行关系；约束确定模块204，用于根据所述航行距离和所述航行关系确定所述目标区域对应的目标约束函数；结果确定模块205，用于根据所述目标约束函数确定所述目标区域对应的目标航迹规划结果。

在一些实施方式中，距离确定模块202在所述根据所述水平范围和所述垂直范围确定所述目标区域对应的航行距离过程中，执行：

确定所述目标区域对应的初始折返次数和初始航向角；

根据所述初始折返次数、所述初始航向角、所述水平范围和所述垂直范围确定所述目标区域对应的航行距离。

在一些实施方式中，约束确定模块204在所述根据所述航行距离和所述航行关系确定所述目标区域对应的目标约束函数过程中，执行：

获得所述目标区域对应的环境信息，所述环境信息包括风速信息、海浪信息；

确定所述风速信息在所述目标区域对应的风速强度和确定所述海浪信息在所述目标区域对应的海浪强度；

根据所述风速强度和所述海浪强度确定目标对象在所述目标区域对应的风险代价；

根据所述航行距离和所述航行关系确定所述目标区域对应的初始约束函数；

将所述风险代价和所述初始约束函数根据罚函数法进行修改，获得所述目标区域对应的目标约束函数；

其中，根据下列公式确定所述目标约束函数：

，

其中，

在一些实施方式中，约束确定模块204在所述根据所述风速强度和所述海浪强度确定目标对象在所述目标区域对应的风险代价过程中，执行：

在所述初始折返次数中每次折返中获得所述目标对象在所述目标区域对应的所述风速强度和所述海浪强度；

将所述初始折返次数中全部折返中所述风速强度和所述海浪强度进行求和，获得所述风险代价；

其中，根据下列公式确定所述风险代价：

，/>

表示所述风险代价，N表示所述初始折返次数，/>

在一些实施方式中，结果确定模块205在所述根据所述目标约束函数确定所述目标区域对应的目标航迹规划结果过程中，执行：

根据樽海鞘算法对所述目标约束函数进行优化，获得所述目标区域对应的目标折返次数和目标航向角；

根据所述目标折返次数和所述目标航向角确定所述目标区域对应的目标航迹规划结果。

在一些实施方式中，结果确定模块205在所述根据樽海鞘算法对所述目标约束函数进行优化，获得所述目标区域对应的目标折返次数和目标航向角过程中，执行：

采用多个樽海鞘链对所述目标约束函数进行寻优，获得樽海鞘链群；

对所述樽海鞘链群中每个所述樽海鞘链利用西格玛法确定所述樽海鞘链对应的西格玛值；

根据所述西格玛值确定所述樽海鞘链群中对应的目标樽海鞘链，并将所述目标樽海鞘链对应的领导者确定为所述樽海鞘链群中其它所述樽海鞘链对应的引导者；

根据所述引导者确定所述目标区域对应的目标折返次数和目标航向角；

其中，根据下列公式确定所述樽海鞘链对应的西格玛值：

，

表示第k条樽海鞘链对应的折返次数，/>

在一些实施方式中，结果确定模块205在所述根据所述西格玛值确定所述樽海鞘链群中对应的目标樽海鞘链过程中，执行：

计算所述樽海鞘链群中任意两个所述樽海鞘链对应的所述西格玛值之间的差值；

根据所述差值确定所述樽海鞘链群中对应的目标樽海鞘链。

在一些实施方式中，航迹规划的装置200可应用于终端设备。

需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的航迹规划的装置200的具体工作过程，可以参考前述航迹规划的方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

请参阅图6，图6为本发明实施例提供的一种终端设备的结构示意性框图。

如图6所示，终端设备300包括处理器301和存储器302，处理器301和存储器302通过总线303连接，该总线比如为I2C（Inter-integrated Circuit）总线。

具体地，处理器301用于提供计算和控制能力，支撑整个终端设备的运行。处理器301可以是中央处理单元 (Central Processing Unit，CPU)，该处理器301还可以是其他通用处理器、数字信号处理器 (Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列 (Field-Programmable Gate Array，FPGA) 或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。其中，通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

具体地，存储器302可以是Flash芯片、只读存储器 (ROM，Read-Only Memory)磁盘、光盘、U盘或移动硬盘等。

本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构，仅仅是与本发明实施例方案相关的部分结构的框图，并不构成对本发明实施例方案所应用于其上的终端设备的限定，具体的服务器可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

其中，所述处理器用于运行存储在存储器中的计算机程序，并在执行所述计算机程序时实现本发明实施例提供的任意一种所述的航迹规划的方法。

在一实施例中，所述处理器用于运行存储在存储器中的计算机程序，并在执行所述计算机程序时实现如下步骤：

获得目标区域，并确定所述目标区域对应的水平范围和垂直范围；

根据所述水平范围和所述垂直范围确定所述目标区域对应的航行距离；

确定所述航行距离和所述目标区域的航行时间对应的航行关系；

根据所述航行距离和所述航行关系确定所述目标区域对应的目标约束函数；

根据所述目标约束函数确定所述目标区域对应的目标航迹规划结果。

在一些实施方式中，处理器301在所述根据所述水平范围和所述垂直范围确定所述目标区域对应的航行距离过程中，执行：

确定所述目标区域对应的初始折返次数和初始航向角；

根据所述初始折返次数、所述初始航向角、所述水平范围和所述垂直范围确定所述目标区域对应的航行距离。

在一些实施方式中，处理器301在所述根据所述航行距离和所述航行关系确定所述目标区域对应的目标约束函数过程中，执行：

获得所述目标区域对应的环境信息，所述环境信息包括风速信息、海浪信息；

确定所述风速信息在所述目标区域对应的风速强度和确定所述海浪信息在所述目标区域对应的海浪强度；

根据所述风速强度和所述海浪强度确定目标对象在所述目标区域对应的风险代价；

根据所述航行距离和所述航行关系确定所述目标区域对应的初始约束函数；

将所述风险代价和所述初始约束函数根据罚函数法进行修改，获得所述目标区域对应的目标约束函数；

其中，根据下列公式确定所述目标约束函数：

，

其中，

在一些实施方式中，处理器301在所述根据所述风速强度和所述海浪强度确定目标对象在所述目标区域对应的风险代价过程中，执行：

在所述初始折返次数中每次折返中获得所述目标对象在所述目标区域对应的所述风速强度和所述海浪强度；

将所述初始折返次数中全部折返中所述风速强度和所述海浪强度进行求和，获得所述风险代价；

其中，根据下列公式确定所述风险代价：

，

表示所述风险代价，N表示所述初始折返次数，/>

在一些实施方式中，处理器301在所述根据所述目标约束函数确定所述目标区域对应的目标航迹规划结果过程中，执行：

根据樽海鞘算法对所述目标约束函数进行优化，获得所述目标区域对应的目标折返次数和目标航向角；

根据所述目标折返次数和所述目标航向角确定所述目标区域对应的目标航迹规划结果。

在一些实施方式中，处理器301在所述根据樽海鞘算法对所述目标约束函数进行优化，获得所述目标区域对应的目标折返次数和目标航向角过程中，执行：

采用多个樽海鞘链对所述目标约束函数进行寻优，获得樽海鞘链群；

对所述樽海鞘链群中每个所述樽海鞘链利用西格玛法确定所述樽海鞘链对应的西格玛值；

根据所述西格玛值确定所述樽海鞘链群中对应的目标樽海鞘链，并将所述目标樽海鞘链对应的领导者确定为所述樽海鞘链群中其它所述樽海鞘链对应的引导者；

根据所述引导者确定所述目标区域对应的目标折返次数和目标航向角；

其中，根据下列公式确定所述樽海鞘链对应的西格玛值：

，

表示第k条樽海鞘链对应的折返次数，/>

在一些实施方式中，处理器301在所述根据所述西格玛值确定所述樽海鞘链群中对应的目标樽海鞘链过程中，执行：

计算所述樽海鞘链群中任意两个所述樽海鞘链对应的所述西格玛值之间的差值；

根据所述差值确定所述樽海鞘链群中对应的目标樽海鞘链。

需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的终端设备的具体工作过程，可以参考前述航迹规划的方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本发明实施例还提供一种存储介质，用于计算机可读存储，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如本发明实施例说明书提供的任一项航迹规划的方法的步骤。

其中，所述存储介质可以是前述实施例所述的终端设备的内部存储单元，例如所述终端设备的硬盘或内存。所述存储介质也可以是所述终端设备的外部存储设备，例如所述终端设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(SecureDigital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施例中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质（或非暂时性介质）和通信介质（或暂时性介质）。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息（诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据）的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘（DVD）或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

应当理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/ 或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上所述，仅为本发明的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。