[发明专利]一种应用卫星定位的无路径导航算法与系统

说明书

本发明涉及一种应用卫星定位的无路径导航算法与系统；该系统包括由导航系统获取移动主体的行动能力，以保证获取的导航路径适用于所述移动主体的行动；其次通过卫星信息处理模块基于卫星遥感图像对地面特征的分析，配合设置于移动主体的地面信息获取模块对近距离地面的实时分析，确定多个适合于移动主体的行动区间，从行动区间中进一步通过随机采样一致性算法迭代获得多个优化的线段模型，从而形成多段可连续连接的短途路径，同时计算适合的移动速度，指导移动主体向目标点移动。通过该导航系统实现在无规划导航路径的开放环境下，实现即时的导航演算和规划临时导航路径，并在宏观角度考虑无路径导航条件下的解决方案。

技术领域

本发明涉及卫星导航技术领域。具体而言，涉及一种应用卫星定位的无路径导航算法与系统。

背景技术

随着人类对地球土地的开发和利用越加频繁，覆盖的范围在近年大幅上升，人们对于在未知土地上的移动交通规划的需求也随之大幅上升。然而在大部分未建设道路或者道路系统不成熟的区域内进行路径规划是不现实的，并且随着土路的不断发展，已知的路径亦会迅速失效，从而浪费大量规划导航路径的时间和人力成本。随着近年卫星定位的技术提升以及计算机图形运算技术的发展，利用卫星定位以及对未规划路径区域的导航功能成为了人们对于新开发区域的交通导航的一种解决方案。若能够对未规划路径的区域进行实时的导航实现临时路径的演示与即时提供临时导航方案，则可以大大提升人们在未知领域的交通移动能力。

查阅相关已公开的技术方案，公开号为CN102944247B的技术方案通过卫星图像演算通行区间内部的多个区域的天气预测状况，从而规划行动路径避开天气恶劣的路段，提高主体在移动过程的安全性和通行效率；公开号为US9594380B2的技术方案公开了一种适用于割草机等自动化设备进行无路径自主移动的路径规划方法和记录方法，通过由设置于设备上的360度全景拍摄装置识别运行区间以及未涉足区间，从而指导设备的运行路径完整地覆盖目标区域；公开号为JP2017003440A的技术方案通过分析用户的喜好分析用户的期望行动路线，从而优化路径的设计以提高用户的满意程度。以上技术方案皆部分或全部依赖于现有已探明的路径，亦面对完全无记录路径的应用场景则缺少了导航能力。

发明内容

本发明的目的在于，提供本发明涉及一种应用卫星定位的无路径导航算法与系统；该导航算法适用于无现有路径的未知野外环境中进行移动导航；其中包括先由本导航系统获取移动主体的行动能力，以保证获取的导航路径适用于所述移动主体的行动；其次通过卫星信息处理模块基于卫星遥感图像对地面特征的分析，配合设置于移动主体的地面信息获取模块对近距离地面的实时分析，确定多个适合于移动主体的行动区间，从行动区间中进一步通过随机采样一致性算法迭代获得多个优化的线段模型，从而形成多段可连续连接的短途路径，同时计算适合的移动速度，指导移动主体向目标点移动。

本发明采用如下技术方案：

一种应用卫星定位的无路径导航算法，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：规划可能覆盖的行动范围；

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，进一步使移动主体穿越多个网格到达目标坐标；