[发明专利]一种应用卫星定位的无路径导航算法与系统

权利要求书

1.一种应用卫星定位的无路径导航算法，其特征在于，所述导航算法包括以下步骤：

S1：通过卫星定位系统确定移动主体的出发点和目标点坐标，并且确定移动主体的行动能力；

S2：规划覆盖的行动范围；

S3：对行动范围进行网格化划分，并且记录每个划分后的网格的顶点经纬度坐标；

S4：通过卫星遥感图像确定行动范围内的地表特征，并且基于多个网格的地表特征，确定适用于移动主体在所述行动范围内的多个网格；

S5：通过卫星定位系统追踪所述移动主体的实时位置，并且对实时位置的网格内部进行临时路径的短途规划并最终获得最优路径进行导航，根据所述最优路径指出所述移动主体当前朝向以及当前的目标朝向；

S6：随着移动主体的移动，由导航系统对所述移动主体的移动方向、移动速度进行实时指引，并计算移动主体的移动距离从而校准卫星定位坐标，最终使移动主体穿越多个网格到达目标点坐标；

其中，步骤S5包括以下子步骤，用于规划网格内的临时路径：

S501：基于移动主体的行动能力，从网格内选择适合移动主体的多个行动区间；

S502：从任意两个所述行动区间内，使用随机采样一致性的算法，进行随机采样，各选择一个坐标点子集建立线段模型；

S503：计算一个线段模型中落入任意一个所述行动区间中的像素点的数量，从而检验该线段模型的正确性；

S504：通过多次重复步骤S502以及步骤S503的采样计算进行线段模型的迭代，获取任意两个行动区间中最优的一个线段模型作为临时路径，从而获得多个连接任意两个行动区间的临时路径；

S505：基于优先条件，从多个连接任意两个行动区间的临时路径中最终选取一个作为最优路径。

2.根据权利要求1所述一种应用卫星定位的无路径导航算法，其特征在于，移动主体的行动能力包括以下一项或一项以上的信息：移动主体的左右两侧轮距、额定移动速度、额定载荷、当前载荷、越野移动等级、涉水移动等级、最高续航里程、当前剩余续航里程。

3.根据权利要求2所述一种应用卫星定位的无路径导航算法，其特征在于，网格的所述地表特征包括区域内的刚度特征和摩擦特征，并通过以下一项或一项以上的地理特征进行估算：浸水程度、灌木植被占比、沙质土占比、高程方差。

4.根据权利要求3所述一种应用卫星定位的无路径导航算法，其特征在于，在步骤S5中，对临时路径的短途规划，包括确定该临时路径从当前网格与即将进入的下一个网格的交界位置。

5.根据权利要求4所述一种应用卫星定位的无路径导航算法，其特征在于，所述优先条件包括基于路程最短条件、时间最短条件、风险最低条件，计算符合以上三项条件中的一项的临时路径作为最优路径。

6.一种应用卫星定位的无路径导航系统，其特征在于，所述导航系统包括：

存储模块，用于存储移动主体的行动能力数据、卫星定位数据以及临时路径规划数据，包括存储如权利要求1-5任一项所述导航算法所需要涉及的控制方法和数据处理的步骤；

移动能力获取模块，被配置为用于获取移动主体的预设行动能力以及实时行动能力数据；

卫星信息处理模块，被配置为获取行动范围的卫星遥感图像，并通过分析卫星遥感图像从而确定行动范围的地表特征；

地面信息获取模块，被配置采集移动主体的周边环境从而确定由卫星遥感图像所分析的地表特征的准确度量，并反馈准确度量到所述卫星信息处理模块，从而校正行动范围的地表特征；

路径运算模块，被配置为基于所述卫星信息处理模块和地面信息获取模块的分析数据，以及基于移动主体的行动能力，获取一个目标区域的临时路径。

7.根据权利要求6所述一种应用卫星定位的无路径导航系统，其特征在于，所述地面信息获取模块包括采用一个设置于移动主体上方的激光雷达对移动主体的正前方以及两侧方面的地面信息进行扫描，并生成地面环境点云信息；所述路径运算模块包括根据地面环境点云信息，分析移动主体当前周围地面环境的地表特征。