[發明專利]一種基于大型衛星地圖的安全路徑搜索方法

有效

• 申請號: 202111008032.2
• 申請日: 2021-08-31
• 公開（公告）號: CN113447029B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 甘勝豐;周宜新;雷維新;段凱漩;羅德純;羅德龍;賴林熙;郭海強;嚴可達;余良俊
• 申請（專利權）人: 湖北第二師范學院;南昌工學院;武漢八維時空信息技術股份有限公司
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 萬文廣

本發明提供了一種基于大型衛星地圖的安全路徑搜索方法，包括：獲取地圖并預處理，得到安全區域、障礙區域、可走區域；將起、終點坐標轉換為網格坐標；判斷起點終點連通性；障礙物膨脹；地圖縮小；計算需要經過的安全區域；求安全區域的入口以及出口；使用JSP算法求分段路徑后累加；路徑放大以及調整；使用A*算法求所有的路徑點；根據網格坐標轉換成地理坐標。本發明的有益效果是：低空無人機飛行的時候傳統方法均未考慮到起點到終點時的安全問題，本方法發掘安全區域，并讓路徑越多經過安全區域比直接從起點到終點更有益。算法特地增加了對全路徑安全性指標的判斷，于其他方法比較，路徑安全性指標更高。

技術領域

本發明涉及衛星地圖處理領域，尤其涉及一種基于大型衛星地圖的安全路徑搜索方法。

背景技術

路徑規劃應用十分廣泛。在機器人上，主要用于機器人的無碰撞運動。而在無人機和無人車上，主要用于無人機的避障飛行和無人車的安全駕駛。而在軍事方面上，路徑規劃甚至也可以應用在導彈攔截上。而在日常生活中，路徑規劃主要應用在一些導航軟件上幫助的日常出行。目前路徑規劃的常用算法主要有迪杰斯特拉算法，A*算法，JPS算法（跳點搜索算法）等等，這些算法雖然可以找到最短路徑，但是在規劃大型復雜地圖路徑中依然存在著一些弊病，例如運行時間過長和安全性不高。

發明內容

為解決以上技術問題，本發明提供的一種基于大型衛星地圖的安全路徑搜索方法，具體包括以下：

S101：獲取衛星地圖，并對衛星地圖預處理，得到預處理后的地圖；預處理后的地圖被分為：安全區域、障礙區域、可走區域；

S102：將預處理后的地圖的起點和終點坐標由地理坐標轉換為網格坐標；

S103：根據起點和終點的網格坐標判斷起點終點的連通性，若起點與終點不連通，則結束路徑求解；否則，進入步驟S104；

S104：進行障礙物膨脹，使衛星地圖邊界向外部擴張；

S105：縮小地圖，根據衛星地圖障礙物之間的最短距離確定縮放倍數scaling_number，并根據縮放倍數，采用雙三次插值法縮小衛星地圖，得到縮放后的地圖；

S106：對縮放后的地圖安全區域進行編號；

S107：引入安全系數函數s(x,y)，篩選計算需要經過的安全區域；

S108：根據代價函數f(x,y)求經過安全區域的入口以及出口；

S109：根據安全區域的入口及出口、需要經過的安全區域，采用JPS算法分段規劃路徑后進行累加；

S110：將規劃得到的路徑進行放大，得到初始地圖的路徑，并對初始地圖路徑的路徑點進行調整篩選；

S111：采用A*算法對調整后的離散路徑點進行擴充，得到調整后離散路徑點兩兩之間的所有路徑點；

S112：將所有路徑點從網格坐標轉換為地理坐標，得到最終的規劃路徑。

本發明提供的有益效果是：

1.本發明引入了起點和終點的連通性，解決了當起點和終點不連通的情況下進行規劃路徑將會耗費大量的時間以及無有效結果的情況。

2.本發明引入了地圖的縮放，解決了算法進行大型衛星地圖路徑規劃所消耗時間過多的情況。

3.本發明引入安全系數和安全區域，解決了算法所規劃的路徑安全性不高的情況。

附圖說明

圖1是本發明一種基于大型衛星地圖的安全路徑搜索方法的流程圖；

圖2是導入地圖并預處理流程圖；