[发明专利]一种不等距分割可通行区域的路径规划方法

权利要求书

1.一种不等距分割可通行区域的路径规划方法，其特征在于步骤如下：

1）计算每个障碍曲线的凸极值点；

2）过每个凸极值点作水平线用以分割可通行区域；

3）将每个分割成的小区域抽象成一个图的顶点；

4）把所有顶点组成一个无向图；

5）找出起点和终点所在小区域对应的顶点序号；

6）对于无向图通过广度优先或深度优先遍历，找出所有的路径；

7）再根据实际地图上的情形，找出运动物体实际所要行走的路径。

2.根据权利要求1所述的不等距分割可通行区域的路径规划方法，其特征在于具体步骤如下：

1）障碍物建模

利用拟合曲线模拟障碍物的外沿，采用Bezier曲线，计算出构成曲线的所有点的横、纵坐标；

2）计算障碍曲线的凸极值点

通过循环计算每段曲线上的极大值或极小值，进而求得曲线上的极值点坐标，仅保留障碍曲线的凸极值点；

3）水平分割可通行区域

通过凸极值点做水平切线对可通行区域进行一维分割，方法如下：求出所有曲线上的最大值与最小值，从而求出曲线的外接矩形，判断极值点纵坐标是否介于一个区域的最小值与最大值之间，如果是，则得到过该极值点的水平切线与一个区域相交；如果相交，求出交点坐标，并保存在一个数组中，求曲线的交点与极值点的距离；若距离的最小值>0,说明过极值点所做的水平切线只与一个区域相交，且在所交区域的左侧；同理，若距离的最大值<0,说明过极值点所做的水平切线也只与一个区域相交，且在所交区域的右侧；若距离有正有负，则说明过极值点所做水平切线不止与一个区域相交；最后画出经过每个极值点的水平切线；

4）可通行区域的存储

在区域存储过程中，使用队列将所有的区域存储；区域存储后，根据构造的邻接表中顶点间的邻接关系，抽象出一个无向图；具体方法如下：

先存储第一个区域，若是直线边就存储两个端点，若是曲线边就将曲线上的所有的点都存储下来，对区域编号，并入队；构建邻接表，存储区域的标志位和公共边，标志位是用来标记该区域是否已访问，公共边则是为了判断区域之间的邻接关系；队头元素出队，将其相邻的区域存储，编号并入队；在入队过程中先判断，该区域是否已经访问过以及是否在队列中；

若既没有被访问过且不在队列中，则入队；否则继续判断其相邻区域；每个区域抽象为图的一个顶点，若划分出的小区域有公共边，则与之对应的顶点间就有连线，构造无向图；

确定无向图中的路径，设置访问标记数组，用来标记该顶点是否已被访问；先将第一个顶点入栈；栈不为空，将栈顶元素出栈，并将其相邻的顶点入栈，设置访问标志位为已访问；若与它邻接的下一个顶点没有被访问过，将出栈元素保存到数组中；如此构成循环，找出所有的路径，并将这些路径分别存放在不同的数组中；

5）反算无向图边计算最短路径

确定路径后，根据实际情况为每条路径动态设定权值，并算出权值和，权值和最小的即为最短路径；

设定权值遵循的原理是：求两个直角三角形的斜边和，若它们的水平直角边不共线，求出起点与终点在水平方向上的中间点，连接起点与中间点，中间点与终点，此时求得的两条斜边和最短；

为每条路径设定权值的过程中，将每条路径的路径画出来，并算出每条路径的权值和；权值和为最小的即为最短路径。