[发明专利]一种基于海图数据的动态航线生成方法

摘要

一种基于海图数据的动态航线生成方法。本发明的步骤包括提取和处理碍航区、生成缓冲区、利用双向扩展随机树生成航线、路径优化及航线动态更新。本发明能够根据用户输入或从海图中获取的起点、终点自动计算出较优的安全航线，能够在航行偏离计划航线时给出警告和提示，并根据船舶位置和环境的变化实时地动态更新航线，保障人员、船舶的安全，提高航线效率和经济性。另外本发明的效果已在XX海警系统的研制中得到了验证。

主权项

1.一种基于海图数据的动态航线生成方法，其特征在于，包括地图中碍航区数据的处理，从地图数据中提取和处理碍航区：通过地图数据访问接口，获取各个区域的属性信息；碍航区根据其形状，可划分为点、面状碍航区；1.1、点状碍航区处理：把地图中暗礁、沉船、适淹礁形成的碍航区当成点状碍航区进行处理，点与点之间距离大于500米时，实际情况中可根据安全距离进行调整，直接作为单独的点状碍航区进行处理；对于距离小于500米的点集合，通过Graham算法求得最小凸多边形后存储边界点，具体步骤如下，(1)、找出{P₁,P₂,...,P₅}点集中纵坐标最小的点，若纵坐标相同，则找横坐标最小的点，图例中P₁纵坐标最小；以P₁为参考点，和点集中其他各点用直线段连接，并计算这些线段与水平线的夹角，方向取逆时针为正，按夹角从小到大对点集进行排序，如果夹角相同，则只保留距离最大的点；(2)、排序后点集为{P₁,P₃,P₄,P₂,P₅}，依次连接所有点，得到一个多边形；(3)、以逆时针方向，根据右手法则确定相邻两向量的外积的方向，垂直确定的平面向上，故保留P₃；同样根据判断外积的方向也垂直确定的平面向上，故保留P₄；判断外积的方向垂直确定的平面向下，故删除P₂；判断外积的方向垂直确定的平面向上，故保留P₅；最后形成凸包点集：{P₁,P₃,P₄,P₅}；1.2、面状碍航区处理：把地图中岛礁、浅滩、低于本船吃水的浅水区域、流向和流速比较复杂的影响船舶正常行驶的区域当成面状碍航区进行处理，所记录的数据点集采用垂距法进行压缩存储，具体方法为：按顶点顺序依次将相邻的三个顶点组成一个三元组，计算中间点到前后两点连线的距离，当计算的距离大于门限时，保留该顶点；否则删除该顶点；直至所有组合处理完毕。