[发明专利]一种基于大型卫星地图的安全路径搜索方法

权利要求书

1.一种基于大型卫星地图的安全路径搜索方法，其特征在于：包括：

S101：获取卫星地图，并对卫星地图预处理，得到预处理后的地图；预处理后的地图被分为：安全区域、障碍区域、可走区域；

S102：将预处理后的地图的起点和终点坐标由地理坐标转换为网格坐标；

S103：根据起点和终点的网格坐标判断起点终点的连通性，若起点与终点不连通，则结束路径求解；否则，进入步骤S104；

S104：进行障碍物膨胀，使卫星地图边界向外部扩张；

S105：缩小地图，根据卫星地图障碍物之间的最短距离确定缩放倍数scaling_number，并根据缩放倍数，采用双三次插值法缩小卫星地图，得到缩放后的地图；

S106：对缩放后的地图安全区域进行编号；

S107：引入安全系数函数s(x,y)，筛选计算需要经过的安全区域；

S108：根据代价函数f(x,y)求经过安全区域的入口以及出口；

S109：根据安全区域的入口及出口、需要经过的安全区域，采用JPS算法分段规划路径后进行累加；

S110：将规划得到的路径进行放大，得到初始地图的路径，并对初始地图路径的路径点进行调整筛选；

S111：采用A*算法对调整后的离散路径点进行扩充，得到调整后离散路径点两两之间的所有路径点；

S112：将所有路径点从网格坐标转换为地理坐标，得到最终的规划路径；

步骤S107的具体过程为：

S301：根据起点(x_start,y_start)和终点(x_target,y_target)构建一个矩形；

S302：去除矩形以外的安全区域，在矩形区域内，构建安全系数函数s(x,y)如下：

其中，a(x,y)、b(x,y)、c(x,y)、d(x,y)、e(x,y)各为一部分评价函数，A、B、C、D、E为各部分评价函数的系数，且满足0A、B、C、D、E1,A+B+C+D+E=1；

S303：经过一轮比较，得到第一个必须经过的安全区域i，并将起点坐标(x_start,y_start)替换为安全区域i与起点距离最近的点(x_nsi,y_nsi),随后进行下一轮比较，直至矩形范围内所有的安全区域筛选完毕；

步骤S302中，各部分评价函数具体为：

，其中centroid_distance_i为当前安全区域i的质心距离；Area_Distance为所有安全区域的质心距离构成的集合；

，其中起点(x_start,y_start)到终点(x_target,y_target)的距离为d_st，当前安全区域质心点(x_i,y_i)到直线L_st的距离为d_sit，到直线L₁的距离为d₁，到直线L₂的距离为d₂；其中，直线L₁为经过起点(x_start,y_start)垂直于直线L_st的直线、直线L₂为经过终点(x_target,y_target)垂直于直线L_st的直线；直线L_st为起点到终点构成的直线；

，其中area_i为当前安全区域i的面积；Dimension为所有安全区域面积构成的集合；

，其中当前安全区域距离起点最近的点的坐标为(x_nsi,y_nsi)，距离终点最近的点坐标为(x_nti,y_nti)，当前所选安全区域到起点的距离,到终点的距离；

，其中，当前所选的安全区域中的点的坐标拟合的直线line_ci的斜率为k_di，；

，其中起点(x_start,y_start)与质心点(x_i,y_i)构成直线line_di的斜率。