[发明专利]一种基于可视图建模的航迹规划方法

权利要求书

1.一种基于可视图建模的航迹规划方法，其特征在于，包括：

步骤S1、获取航行环境信息，生成用于航迹规划的可视图，所述航行环境信息包括船舶的起点信息、目标点信息、障碍物信息、不可行航行区域信息，所述可视图包括起点、目标点，以及与障碍物和不可行航行区域对应的障碍图形；

步骤S2、连接起点和目标点，形成贯穿线；

步骤S3、获取与贯穿线相交的多个障碍图形，并获取所述多个障碍图形与贯穿线的距离最远的顶点，在贯穿线的一侧，依次连接起点、所有与贯穿线相交的障碍图形的顶点和目标点，形成一折线，位于贯穿线两侧的两条的折线围成一多边形区域；

步骤S4、去除可视图中所有与多边形区域不相交的障碍图形；

步骤S5、可视图中所有障碍图形的顶点构成可选的航路节点，基于所有可选的航路节点获取从起点到目标点的航时最短的最优航线。

2.如权利要求1所述的航迹规划方法，其特征在于，步骤S5中基于所有可选的航路节点获取从起点到目标点的航时最短的最优航线的步骤包括：

步骤S50、创建第一列表和第二列表，所述第一列表用于存储起点、目标点和所有航路节点，所述第二列表用于存储最优航线的航路节点；

步骤S51、根据公式f(x)＝gn+hn计算第一列表中的所有航路节点对应的路径的总代价，以获取路径的总代价最小的航路节点，并将该航路节点设定为当前节点，其中，gn值表示从起点到航路节点的路径总耗时，hn值表示从航路节点到终点的路径总耗时；

步骤S52、判断步骤S51中获得的当前节点是否为目标点，如果是，执行步骤S57，如果否，执行步骤S53；

步骤S53、判断当前节点是否被访问过，如果是，执行步骤S55，如果否，执行步骤S54；

步骤S54、连接当前节点与上一航路节点，形成穿越线，所述上一航路节点与当前节点相邻，且在折线上位于靠近起点的一侧，如果该穿越线不在可视图中，将其作为可视边添加到可视图中，如果该穿越线在可视图中且不与障碍图形相交，更新当前节点的状态为被访问过，执行步骤S51；

步骤S55、连接当前节点与目标节点形成穿越线，如果该穿越线在可视图中或不与障碍图形相交，执行步骤S57，如果该穿越线不在可视图中，执行步骤S56；

步骤S56、将步骤S51中的当前节点添加到第二列表中，同时从第一列表中删除该当前节点，然后将与步骤S55中的穿越线相交的障碍图形中距离该穿越线两侧最远的顶点放入第一列表中，执行步骤S51；

步骤S57、将第二列表中的所有节点与可视边组成的连线输出，该连线即为最优航线。

3.如权利要求1所述的航迹规划方法，其特征在于，在步骤S4之后，步骤S5之前，所述航迹规划方法还包括：

检测是否有相邻的两个障碍图形可融合，从起点到目标点的一侧，若可视图中相邻的两个障碍图形的中心的连线与贯穿线不相交，则对该相邻的两个障碍图形进行融合处理，形成新的障碍图形。

4.如权利要求1所述的航迹规划方法，其特征在于，对相邻的两个障碍图形进行融合处理的步骤为：

在所述相邻的两个障碍图形的中心的连线的两侧做两个障碍图形的公切线，公切线与两个障碍图形的轮廓线围成的图形即为新的障碍图形，所述相邻的两个障碍图形位于所述新的障碍图形内。