[发明专利]巡逻船区域覆盖路径规划方法、系统及装置

权利要求书

1.一种巡逻船区域覆盖路径规划方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1，确定巡逻船的数量、巡逻船的航速、巡逻船的扫描宽度和待巡逻的海域地图；

S2，将海域地图建模为方形栅格地图，并确定障碍物区域和待覆盖区域，其中，障碍物区域表示所有存在障碍物的方形栅格构成的区域，待覆盖区域表示所有未存在障碍物的方形栅格构成的区域；

S3，根据巡逻船的数量和预设优化目标，对待覆盖区域进行划分，确定每个巡逻船的任务区域；

S4，以往返式覆盖法或螺旋式覆盖法对巡逻船的任务区域进行扫描，并实时判断任务区域的覆盖率是否达到预设覆盖率；

S5，若任务区域的覆盖率达到预设覆盖率，则结束路径规划；

S6，若任务区域的覆盖率未达到预设覆盖率，则判断覆盖路径是否陷入死角；

S7，若覆盖路径未陷入死角，则继续以往返式覆盖法或螺旋式覆盖法对巡逻船的任务区域或未覆盖区域进行扫描，并实时判断任务区域的覆盖率是否达到预设覆盖率，若是，执行步骤S5，若否，执行步骤S6；

S8，若覆盖路径陷入死角，则利用广度优先搜索算法寻找与巡逻船当前位置曼哈顿距离最小的未覆盖区域，确定最短路径，从当前位置沿最短路径到达最近的未覆盖区域，以往返式覆盖法或螺旋式覆盖法对未覆盖区域进行扫描，并实时判断任务区域的覆盖率是否达到预设覆盖率，若是，执行步骤S5，若否，执行步骤S6。

2.根据权利要求1所述的巡逻船区域覆盖路径规划方法，其特征在于，方形栅格的宽度等于巡逻船的扫描宽度。

3.根据权利要求1所述的巡逻船区域覆盖路径规划方法，其特征在于，当巡逻船的数量为1个时，巡逻船的任务区域为待覆盖区域。

4.根据权利要求1所述的巡逻船区域覆盖路径规划方法，其特征在于，设定巡逻船的数量为大于1个，设定预设优化目标为完成待覆盖区域覆盖的所需时间最短，采用对待覆盖区域进行面积近似的等量切分方式对待覆盖区域进行划分，确定每个巡逻船的任务区域。

5.根据权利要求4所述的巡逻船区域覆盖路径规划方法，其特征在于，采用对待覆盖区域进行面积近似的等量切分方式对待覆盖区域进行划分，确定每个巡逻船的任务区域，包括：

从方形栅格地图左侧的第一列栅格开始逐列向右扫描或者从方形栅格地图右侧的第一列栅格开始逐列向左扫描，将扫描过的每列的待覆盖的栅格面积进行累加，当扫描到第c_i列时累加的待覆盖的栅格面积之和S_i满足时，将第c_i-1+1列到第c_i列对应的待覆盖区域划分为第i个巡逻船的任务区域，其中，i＝1，2，...n，c₀＝0，S_ω表示待覆盖区域的总面积，n表示巡逻船的数量。

6.根据权利要求4所述的巡逻船区域覆盖路径规划方法，其特征在于，采用对待覆盖区域进行面积近似的等量切分方式对待覆盖区域进行划分，确定每个巡逻船的任务区域，包括：

从方形栅格地图上侧的第一行栅格开始逐行向下扫描或者从方形栅格地图下侧的第一行栅格开始逐行向上扫描，将扫描过的每行的待覆盖的栅格面积进行累加，当扫描到第h_i行时累加的待覆盖的栅格面积之和R_i满足时，将第h_i-1+1行到第h_i行对应的待覆盖区域划分为第i个巡逻船的任务区域，其中，i＝1，2，...n，h₀＝0，S_ω表示待覆盖区域的总面积，n表示巡逻船的数量。