[发明专利]一种融合战场态势信息的车辆路径规划方法

说明书

本发明提供了一种融合战场态势信息的车辆路径规划方法，包括：首先对矢量道路数据进行拓扑打断处理，构建基础的道路网；简化为图，在图中融合战场态势信息后，设置图中道路的战场态势属性；在道路网上输入车辆的起点和终点，并在车辆的起点和终点处打断道路，更新图；根据战场任务预设路径规划偏好，并设置不同路径规划偏好下战场态势属性对权值的影响，使用最短路径算法计算获得最短路径；最终结合最短路径和边列表记录的道路编号，检索到原始坐标点列表，得到车辆在道路上的路径规划结果。相较于现有技术，本发明在战场环境下能够支撑军用车辆安全、高效的完成战场任务；可帮助指挥员进行快速战场决策；为用户提供了连续多步的路径规划方案。

技术领域

本发明涉及军事指挥技术领域，尤其涉及一种融合战场态势信息的车辆路径规划方法。

背景技术

路径规划是运动规划的主要研究内容之一，也是智能车辆导航和控制的基础。路径即连接起点位置和终点位置的序列点或曲线，而路径规划即指构成路径的策略。路径规划的方法有很多，根据其自身优缺点，其适用范围也各不相同。

在军事指挥控制系统中，需要结合战场环境，针对不同战场任务设置不同的路径规划偏好，以便寻找出一条最安全的，或时间最段、距离最短的最优路径。然而，在现有的传统GIS路径规划方法中，大多没有引入复杂的、动态多变的战场环境，使得规划的路径不满足战场需要，如：传统GIS路径规划的道路可能会通过敌方控制区等危险区域，这在需要保证绝对安全的战场任务中是不可接受的。此外，传统的指控系统中，大都采用GIS传统路径规划结合人工研判的方法，使得路径规划的时间较长，难以适用于不断变化，需要进行快速决策的战场环境。此外，现有的自动快速的路径规划方法研究大多为针对无人机等空中设备，难以适用需要在矢量道路上行驶的车辆。

发明内容

发明目的：为了解决上述问题，本发明利用计算机的计算与存储能力，在战场环境下，基于矢量道路数据，融合战场态势信息，为军用车辆寻找一条满足其战场任务需要的最优路径。本发明所述方法能为车辆增强战场生存能力、指挥人员进行快速战场决策、部队有效完成战场任务提供支撑。

本发明提供的一种融合战场态势信息的车辆路径规划方法，包括：

步骤1，对矢量道路数据进行拓扑打断处理，构建基础的道路网；

步骤2，将所述基础的道路网简化为图，所述图包括边列表和顶点列表；

步骤3，在所述图中融合战场态势信息，设置所述图中道路的战场态势属性；

步骤4，在所述道路网上输入车辆的起点和终点，并在所述车辆的起点和终点处打断道路，更新所述图；

步骤5，根据战场任务预设路径规划偏好，并设置不同路径规划偏好下战场态势属性对权值的影响，使用最短路径算法计算获得最短路径，所述路径规划偏好中包括不同的战场态势属性影响计算最短路径时的权值系数设置；

步骤6，结合所述最短路径和边列表记录的道路原始道路编号，检索到原始坐标点列表，得到所述车辆在道路上的路径规划结果。

进一步地，在一种实现方式中，所述步骤1包括：

步骤1-1，对所述矢量道路数据进行拓扑打断处理，并构建出基础的道路网；

步骤1-2，预处理打断后的道路，即计算并记录道路的长度、包围盒位置、原始道路编号和道路等级；

步骤1-3，若在所述拓扑打断处理过程中出现了误打断的道路，将所述误打断的道路重新连接；所述误打断的道路包括：在二维平面图形上相交，但在三维空间中不相交的道路。

进一步地，在一种实现方式中，所述步骤1-1包括：

步骤1-1-1，根据预设阈 值，判断所述矢量道路数据中的两条道路是否相交；