[发明专利]一种河流地形近似最短耗时路径获取方法、系统及存储设备

说明书

本发明提供了一种河流地形近似最短耗时路径获取方法、系统及存储设备，获取穿越方向，根据水流方向和穿越方向的夹角θ、水流速率V_r和交通速率V_t，得到穿越速率V_c和交通方向根据穿越速率V_c和直线距离S得到最短耗时路径的耗时T；所述穿越方向为起点坐标和终点坐标直线连线方向；所述交通速率为行进者的静水速率，交通方向为行进方向与穿越方向的夹角；直线距离S为起点坐标与终点坐标之间的直线距离。与现有技术相比，便于将原有针对不含河流地形的地图表示的近似最短耗时路径搜索方法，扩展到可以适用于包含河流地形的地图表示。

技术领域

本发明涉及最短路径搜索技术领域，特别是涉及一种河流地形近似最短耗时路径获取方法、系统及存储设备。

背景技术

给定起始点和终止点，最短耗时路径搜索就是找出一条或多条路径，使得(特定行进者)在这(些)路径上的行进总耗时，在起始点和终止点之间的所有路径中，是最少或近似最少的。

在实际应用中，最短耗时路径搜索总是建立在特定的地图表示基础上的。一般将整个关注范围划分为若干个(非障碍)区域，对每一个区域，使用区域的若干采样点替代整个区域，基于各区域的这些采样点构成图论中的“图”，以实现离散化的最短耗时路径搜索。

如果整体的最短耗时路径依次经过了某区域的若干采样点P1、P2、…，那么，那么P_k→P_k+1→...→P_k+i也是从P_k到P_k+i的最短耗时路径，其中1≤k≤n,0≤i≤n-k。因此，需要找到这样一种方法，它能够计算区域中任意两个采样点之间的最短耗时路径。

一般来说，可以要求地图表示的各个区域都是多边形。根据计算几何的结论，简单多边形(即只有相邻边才相交于顶点，不相邻的边不相交的多边形)可以划分为多个凸多边形，这样可以进一步要求地图表示的各个区域都是凸多边形(这样区域中任意两点之间的线段就是这两点之间的最短长度路径)，其内部具有一致的地形。区域的采样点可以是区域的中心点、顶点、边点或者它们的不同组合(如图1，其中白色底区域为障碍区域，不可通行，深色底区域为可通行区域)。

对于特定的行进者，由于各区域可能具有不同的地形，其穿越不同区域的行进速率可能不同。如果在特定地形的同一区域内，特定行进者有着近似一致的行进速率，那么区域中任意两点之间的线段不仅是这两点之间的最短长度路径，同时也是最短耗时路径。对所有这些区域建立(导航网格之类的)地图表示，采用Dijkstra搜索、A*搜索等搜索算法，就可以查找出最短耗时路径。

对于很多地形(例如平原、沼泽地、灌木丛)，其近似具有各向穿越同性的特点，特定行进者在区域内的行进速率近似一致的要求可以满足，但河流则明显不满足各向穿越同性，无法满足上述要求。因此，需要找到这样一种方法，它能够针对河流地形，计算河流区域中任意两个采样点之间的最短耗时路径，这样Dijkstra搜索、A*搜索等搜索算法同样可以在包含河流地形的地图表示上应用，从而可以实现最短耗时路径搜索。

发明内容

本发明提供一种河流地形近似最短耗时路径获取方法、系统及存储设备，具有便于将原有针对不含河流地形的地图表示的近似最短耗时路径搜索方法，扩展到可以适用于包含河流地形的地图表示的特点。

根据本发明提供的一种河流地形近似最短耗时路径获取方法，获取方法包括：

获取穿越方向：根据起点坐标和终点坐标得到行进者的穿越方向；所述穿越方向为起点坐标和终点坐标直线连线方向；

获取穿越速率：根据水流方向和穿越方向的夹角θ、水流速率V_r和交通速率V_t，得到穿越速率V_c和交通方向

当时，