基于路径权重的车队机动路径规划方法、系统和设备技术方案

本申请涉及基于路径权重的车队机动路径规划方法、系统和设备，该方法包括：获取机动区域的交通路网数据、路网权重矩阵、卫星的星下点位置和车队行进速度；根据交通路网数据、路网权重矩阵和车队行进速度，利用改进迪杰斯特拉算法计算得到必经节点条件约束下由起点至目的地的最短路径；改进迪杰斯特拉算法中将与必经节点无关的路径的路网权重均叠加设定常值，设定常值用于确保最短路径满足必经节点条件约束；根据星下点位置对最短路径进行避空侦察分析，确定在最短路径上车队是否被卫星侦察到；若在最短路径上车队不被卫星侦察到，则输出最短路径作为车队机动路径。能够快速规划出车队机动路径并高效躲避多卫星侦察顺利完成任务。任务。任务。

【技术实现步骤摘要】
基于路径权重的车队机动路径规划方法、系统和设备


[0001]本专利技术属于路径规划
，涉及一种基于路径权重的车队机动路径规划方法、系统和设备。

技术介绍

[0002]在影响任务成功与否的各因素中，某些任务的保密性占有极其重要的地位。作为现代的一种高威胁性侦察手段，卫星侦察发挥着重要作用，同时也是需要应对的主要侦察方式之一。相比之下，地面车队的机动能力与卫星相比差距较大，在训练中若被侦察到便代表着保密性的丧失，很大程度上影响着任务的顺利进行。在实际行动中，若车队被侦察到，则很有可能直接导致任务失败。因此，如何高效的躲避多卫星侦察并顺利完成任务显得极为重要。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本专利技术提出了一种基于路径权重的车队机动路径规划方法、一种基于路径权重的车队机动路径规划系统以及一种计算机设备，能够快速规划出车队机动路径，使得车队沿机动路径机动时能够高效躲避多卫星侦察并顺利完成任务。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术实施例采用以下技术方案：
[0005]一方面，提供一种基于路径权重的车队机动路径规划方法，包括：
[0006]获取机动区域的交通路网数据、路网权重矩阵、卫星的星下点位置和车队行进速度；
[0007]根据交通路网数据、路网权重矩阵和车队行进速度，利用改进迪杰斯特拉算法计算得到必经节点条件约束下由起点至目的地的最短路径；改进迪杰斯特拉算法中将与必经节点无关的路径的路网权重均叠加设定常值，设定常值用于确保最短路径满足必经节点条件约束；r/>[0008]根据星下点位置对最短路径进行避空侦察分析，确定在最短路径上车队是否被卫星侦察到；
[0009]若在最短路径上车队不被卫星侦察到，则输出最短路径作为车队机动路径。
[0010]另一方面，还提供一种基于路径权重的车队机动路径规划系统，包括：
[0011]数据获取模块，用于获取机动区域的交通路网数据、路网权重矩阵、卫星的星下点位置和车队行进速度；
[0012]路径计算模块，用于根据交通路网数据、路网权重矩阵和车队行进速度，利用改进迪杰斯特拉算法计算得到必经节点条件约束下由起点至目的地的最短路径；改进迪杰斯特拉算法中将与必经节点无关的路径的路网权重均叠加设定常值，设定常值用于确保最短路径满足必经节点条件约束；
[0013]侦察分析模块，用于根据星下点位置对最短路径进行避空侦察分析，确定在最短路径上车队是否被卫星侦察到；
[0014]路径输出模块，用于在最短路径上车队不被卫星侦察到时，输出最短路径作为车队机动路径。
[0015]又一方面，还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述的基于路径权重的车队机动路径规划方法的步骤。
[0016]再一方面，还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的基于路径权重的车队机动路径规划方法的步骤。
[0017]上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：
[0018]上述基于路径权重的车队机动路径规划方法、系统和设备，通过首先获取机动区域的交通路网数据、路网权重矩阵、卫星的星下点位置和车队行进速度这些已知数据，然后根据交通路网数据、路网权重矩阵和车队行进速度，利用改进迪杰斯特拉算法计算得到必经节点条件约束下由起点至目的地的最短路径，进而根据星下点位置对最短路径进行避空侦察分析，以确定在当前得到的最短路径上车队行进时是否会被卫星侦察到，如果不会被卫星侦察到，那么将该最短路径输出作为车队机动路径，该路径满足了多卫星侦察约束和必经节点约束的双重约束，达到了快速规划出车队机动路径，并使得车队沿机动路径机动时能够高效躲避多卫星侦察并顺利完成任务的目的。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为一个实施例中基于路径权重的车队机动路径规划方法的流程示意图；
[0021]图2为车队行进过程中相对卫星的3种可能位置关系的示意图，其中，(a)为车队行进中会被卫星侦察到的车星位置关系，(b)为车队行进中恰好不会被卫星侦察到的车星位置关系，(c)为车队行进中将会被卫星侦察到的车星位置关系；
[0022]图3为另一个实施例中基于路径权重的车队机动路径规划方法的流程示意图；
[0023]图4为一个实施例中临时停车策略的制定流程示意图；
[0024]图5为一个实施例中交通路网的示意图；
[0025]图6为一个实施例中基于路径权重的车队机动路径规划系统的模块结构示意图。
具体实施方式
[0026]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
[0027]需要说明的是，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本专利技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置展示该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术
人员可以理解，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。在本专利技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
[0028]下面将结合本专利技术实施例图中的附图，对本专利技术实施方式进行详细说明。
[0029]请参阅图1，在一个实施例中，本申请实施例提供了一种基于路径权重的车队机动路径规划方法，包括如下处理步骤S12至S18：
[0030]S12，获取机动区域的交通路网数据、路网权重矩阵、卫星的星下点位置和车队行进速度。
[0031]可以理解，机动区域是指至少包含车队机动的起始地点和目的地，以及两地之间所有必经节点(中间地点)在内的地理区域。交通路网数据、卫星的星下点位置和初始的路网权重矩阵等数据均为已知数据，可以预先获取，例如但不限于通过接入相关数据系统联网获取、手动上传或者数据库调取等。为便于描述和理解可以但不限于例如：交通路网用无向图G＝(S，E)表示，S代表城市集合，E表示城市间的道路集合，其中，城市s
i
(i＝1，2，......，N)的地理位置采用经纬度来进行表示，N为涉及的城市数量。为了计算方便，将两城市之间的实际道路简化为直线段，同时车队在路上以匀速V前进。车队在任意两城市(s
i
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于路径权重的车队机动路径规划方法，其特征在于，包括：获取机动区域的交通路网数据、路网权重矩阵、卫星的星下点位置和车队行进速度；根据所述交通路网数据、所述路网权重矩阵和所述车队行进速度，利用改进迪杰斯特拉算法计算得到必经节点条件约束下由起点至目的地的最短路径；所述改进迪杰斯特拉算法中将与必经节点无关的路径的路网权重均叠加设定常值，所述设定常值用于确保所述最短路径满足所述必经节点条件约束；根据所述星下点位置对所述最短路径进行避空侦察分析，确定在所述最短路径上车队是否被卫星侦察到；若在所述最短路径上车队不被卫星侦察到，则输出所述最短路径作为车队机动路径。2.根据权利要求1所述的基于路径权重的车队机动路径规划方法，其特征在于，所述方法还包括：若所述最短路径上车队会被卫星侦察到，则根据所述交通路网数据、所述路网权重矩阵、所述星下点位置和所述车队行进速度确定车队躲避侦察的临时停车策略；所述临时停车策略包括车队停车等待位置和等待时间；利用所述等待时间更新所述路网权重矩阵；根据所述交通路网数据、所述车队行进速度及更新后的所述路网权重矩阵，利用改进迪杰斯特拉算法计算得到必经节点条件约束下由起点至目的地的目标最短路径。3.根据权利要求2所述的基于路径权重的车队机动路径规划方法，其特征在于，根据所述交通路网数据、所述路网权重矩阵、所述星下点位置和所述车队行进速度确定车队躲避侦察的临时停车策略的步骤，包括：在车队从当前节点前往下一节点的道路上，确定车队被卫星侦察到的可见时刻；根据所述可见时刻后的设定时段内卫星的星下点位置以及卫星侦察半径，确定卫星在靠近所述当前节点侧侦察包络线上离散的投影点；根据离散的所述投影点拟合靠近所述当前节点侧的侦察包络直线，确定所述侦察包络直线与道路的交点坐标并记录所述投影点穿越道路的穿越时刻；所述交点坐标为车队停车等待位置；记录车队按所述最短路径行进时到达所述交点坐标的到达时刻；将所述穿越时刻与所述到达时刻之差作为车队在所述车队停车等待位置上停车等待的等待时间。4.根据权利要求3所述的基于路径权重的车队机动路径规划方法，其特征在于，根据所述交通路网数据、所述路网权重矩阵、所述星下点位置和所述车队行进速度确定车队躲避侦察的临时停车策略的步骤，还包括：若所述车队停车等待位置被后续卫星侦察到，则返回至在车队从当前节点前往下一节点的道路上，确定车队被卫星侦察到的可见时刻的步骤，找到更靠后的车队停车等待位置，直至后退至所述当前节点。5.根据权利要求3所述的基于路径权重的车队机动路径规划方法，其特征在于，利用所述等待时间更新所述路网权重矩阵的步骤，包括：利用从当前节点前往下一节点的道路上的所有等待时间之和更新所述路网权重矩阵。6.根据权利要求2所述的基于路径权重的车队机动路径规划方法，其特征在于，所述方
法还包括：若所述目标最短路径上车队仍会被卫星侦察到，则基于当前最新的所述路网权重矩阵返回至根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：矫媛媛，卢洋洋，俞棋睿，潘晓刚，姚兴懿，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：