[发明专利]一种海上追逃或救援的多船路径规划算法

说明书

本发明涉及路径规划，具体是一种海上追逃或救援的多船路径规划算法包含回避物标引、可规划区域划分、可规划区域网格化、点与多边形算法、路径规划网格生成、创建线程池、GPS映射网格坐标、A*路径规划算法等15个步骤，与现有技术相比，本发明解决了移动目标的路径规划中路径不平滑的问题、路径规划计算过程中阻塞主线程的问题、多船同时路径规划对现代多核心处理器的充分利用问题。

技术领域

本发明涉及路径规划，具体是一种海上追逃或救援的多船路径规划算法。

背景技术

海上追逃或救援是指国家或者部门针对海事案件或事故等做出的抓捕、搜寻、救助等工作，其相比于陆地搜救有更多的不可预测性，因此它的难度也更大，需要较强的技术系统等支持。如何能在第一时间做出最快最正确的路径规划，是完成海上追逃或救援的关键。

目前针对海上追逃或救援主要采取两种算法：

一、线性规划法：按时间段进行计算，计算一定时间后船只与目标之间的距离，选取两个距离最短的时间段，使用二分法进行拟合。但也存在如下问题：

(1) 对于追不上的情况没有做处理；

(2) 无法回避障碍物，如陆地、岛屿、浅滩、危险海域等；

(3) 路径规划算法为单线程计算，计算时会阻塞主线程的执行，多船同时路径规划只能依次执行。

2. 静态路径规划算法：按坐标划分网格，将船只、目标、障碍物在网格上标记出来，使用路径规划算法进行路径规划。同样也存在如下问题：

(1) 船只与目标位置固定，不能模拟目标运动的情况；

(2) 路径规划在生成斜线时，会产生锯齿状不平滑的路径；

(3) 路径规划算法为单线程计算，计算时会阻塞主线程的执行，多船同时路径规划只能依次执行。

发明内容

为克服现有技术的缺陷或缺陷之一，本发明公开一种新的海上追逃或救援的多船路径规划算法，所采用的技术方案是：

一种海上追逃或救援的多船路径规划算法，包含如下步骤：

1)从地图、海图上将陆地、岛屿、浅滩、危险海域等需要在路径规划中回避的障碍物以闭合多边形区域的形式标记，并记录多边形区域边界坐标；

2)在地图、海图上划分可进行路径规划的区域边界；

3)将可进行路径规划的区域边界按一定精度划分网格；

4)利用点与多边形算法遍历网格各点，判断点是否在多边形区域即障碍物区域内；

5)生成路径规划网格；

6)创建线程池，其大小为处理器数量；

7)遍历船只，通过GPS 实时定位技术收集船只坐标、目标坐标、船只速度、目标速度、目标速度方向角等数据，映射船只坐标、目标坐标到路径规划网格形成网格坐标，提交数据到线程池处理；

8)在线程池中，将网格坐标导入A* 路径规划算法，进行路径规划；

9)收集路径规划结果，若规划失败则返回失败；

10)遍历路径规划结果的各路径，映射网格坐标为GPS坐标；

11)遍历路径规划结果的各路径中各点，若该点与该路径前一点的前一点的连线与障碍物区域不相交，去掉该路径前一点；若相交进行下一步；

12)遍历路径规划结果的船只路径中各点，计算路径长度、船只航行时间；