[發明專利]一種融合戰場態勢信息的車輛路徑規劃方法

有效

• 申請號: 202011109496.8
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112231428B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 劉雅;王森;李長軍;王坤;魚江海;陳超;陶章志;譚玲;陳琛;呂慶;譚帥
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十八研究所
• 主分類號: G06F16/29
• 分類號: G06F16/29;G06Q10/04;G06Q50/26
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 胡建華

本發明提供了一種融合戰場態勢信息的車輛路徑規劃方法，包括：首先對矢量道路數據進行拓撲打斷處理，構建基礎的道路網；簡化為圖，在圖中融合戰場態勢信息后，設置圖中道路的戰場態勢屬性；在道路網上輸入車輛的起點和終點，并在車輛的起點和終點處打斷道路，更新圖；根據戰場任務預設路徑規劃偏好，并設置不同路徑規劃偏好下戰場態勢屬性對權值的影響，使用最短路徑算法計算獲得最短路徑；最終結合最短路徑和邊列表記錄的道路編號，檢索到原始坐標點列表，得到車輛在道路上的路徑規劃結果。相較于現有技術，本發明在戰場環境下能夠支撐軍用車輛安全、高效的完成戰場任務；可幫助指揮員進行快速戰場決策；為用戶提供了連續多步的路徑規劃方案。

技術領域

本發明涉及軍事指揮技術領域，尤其涉及一種融合戰場態勢信息的車輛路徑規劃方法。

背景技術

路徑規劃是運動規劃的主要研究內容之一，也是智能車輛導航和控制的基礎。路徑即連接起點位置和終點位置的序列點或曲線，而路徑規劃即指構成路徑的策略。路徑規劃的方法有很多，根據其自身優缺點，其適用范圍也各不相同。

在軍事指揮控制系統中，需要結合戰場環境，針對不同戰場任務設置不同的路徑規劃偏好，以便尋找出一條最安全的，或時間最段、距離最短的最優路徑。然而，在現有的傳統GIS路徑規劃方法中，大多沒有引入復雜的、動態多變的戰場環境，使得規劃的路徑不滿足戰場需要，如：傳統GIS路徑規劃的道路可能會通過敵方控制區等危險區域，這在需要保證絕對安全的戰場任務中是不可接受的。此外，傳統的指控系統中，大都采用GIS傳統路徑規劃結合人工研判的方法，使得路徑規劃的時間較長，難以適用于不斷變化，需要進行快速決策的戰場環境。此外，現有的自動快速的路徑規劃方法研究大多為針對無人機等空中設備，難以適用需要在矢量道路上行駛的車輛。

發明內容

發明目的：為了解決上述問題，本發明利用計算機的計算與存儲能力，在戰場環境下，基于矢量道路數據，融合戰場態勢信息，為軍用車輛尋找一條滿足其戰場任務需要的最優路徑。本發明所述方法能為車輛增強戰場生存能力、指揮人員進行快速戰場決策、部隊有效完成戰場任務提供支撐。

本發明提供的一種融合戰場態勢信息的車輛路徑規劃方法，包括：

步驟1，對矢量道路數據進行拓撲打斷處理，構建基礎的道路網；

步驟2，將所述基礎的道路網簡化為圖，所述圖包括邊列表和頂點列表；

步驟3，在所述圖中融合戰場態勢信息，設置所述圖中道路的戰場態勢屬性；

步驟4，在所述道路網上輸入車輛的起點和終點，并在所述車輛的起點和終點處打斷道路，更新所述圖；

步驟5，根據戰場任務預設路徑規劃偏好，并設置不同路徑規劃偏好下戰場態勢屬性對權值的影響，使用最短路徑算法計算獲得最短路徑，所述路徑規劃偏好中包括不同的戰場態勢屬性影響計算最短路徑時的權值系數設置；

步驟6，結合所述最短路徑和邊列表記錄的道路原始道路編號，檢索到原始坐標點列表，得到所述車輛在道路上的路徑規劃結果。

進一步地，在一種實現方式中，所述步驟1包括：

步驟1-1，對所述矢量道路數據進行拓撲打斷處理，并構建出基礎的道路網；

步驟1-2，預處理打斷后的道路，即計算并記錄道路的長度、包圍盒位置、原始道路編號和道路等級；

步驟1-3，若在所述拓撲打斷處理過程中出現了誤打斷的道路，將所述誤打斷的道路重新連接；所述誤打斷的道路包括：在二維平面圖形上相交，但在三維空間中不相交的道路。

進一步地，在一種實現方式中，所述步驟1-1包括：

步驟1-1-1，根據預設閾 值，判斷所述矢量道路數據中的兩條道路是否相交；