基于贝塞尔曲线的航行轨迹生成方法及装置与流程

本发明涉及航线生成，特别涉及一种基于贝塞尔曲线的航行轨迹生成方法及装置。

背景技术：

1、航路生成技术被应用在飞行、航海等领域中，可以帮助飞行员和船长规划最优航线，提高飞行和航行的安全性，该方法通过设计航路生成算法，将航路规划过程自动化，提高航路规划的效率和精确度。

2、然而，目前的算法虽然已经有不错的表现，但是处理航线规划时技术本身手段比较单一，因此，在处理航线规划问题时，仍然需要进一步提高其准确性和准确度。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于贝塞尔曲线的航行轨迹生成方法及装置，旨在解决现有技术中在进行航路规划时效率和精确度低的问题。

2、本发明实施例是这样实现的：

3、一种基于贝塞尔曲线的航行轨迹生成方法，所述方法包括：

4、获取航路中的起点和终点的位置信息，并确定所述航路中的中间点的位置信息，其中，所述中间点为所述航路中间可能经过的点；

5、根据所述起点、终点以及中间点的位置信息利用贝塞尔曲线算法生成所述航路的初始路径；

6、利用预设算法对所述初始路径进行平滑优化，以得到最终的航行轨迹。

7、进一步的，上述基于贝塞尔曲线的航行轨迹生成方法，其中，所述贝塞尔曲线算法的表达方程为：

8、；

9、其中，n为贝塞尔曲线的阶数，为贝塞尔曲线上的点，是组合系数，表示从n 个点中选取 i 个点的组合数，t为控制参数，当t=0时，点在控制点处；当t=1时，点在控制点处，为控制点，表示航路中的点。

10、进一步的，上述基于贝塞尔曲线的航行轨迹生成方法，其中，所述预设算法包括球形插值算法、样条曲线和线性插值算法中的任意一种。

11、进一步的，上述基于贝塞尔曲线的航行轨迹生成方法，其中，所述预设算法为球形插值算法，所述利用预设算法对所述初始路径进行平滑优化，以得到最终的航行轨迹的步骤包括：

12、利用所述球形插值算法对所述初始路径进行平滑优化，以得到最终的航行轨迹；

13、所述球形插值算法的表达方程为:

14、;

15、其中，和是两个要插值的向量，t是控制参数，通常在[0,1]区间内取值，表示到之间的插值程度,表示向量和之间的夹角。表示和之间的插值向量。

16、进一步的，上述基于贝塞尔曲线的航行轨迹生成方法，其中，所述方法还包括：

17、在不同场景下，对航线轨迹进行生成，并根据生成结果进行测试保留测试效果最佳的对应的塞尔曲线算法和预设算法的参数；

18、对所述塞尔曲线算法和预设算法的参数和对应的场景进行对应存储，以在不同场景下进行航线轨迹生成时，调取所述对应的塞尔曲线算法和预设算法的参数进行航线轨迹生成。

19、进一步的，上述基于贝塞尔曲线的航行轨迹生成方法，其中，所述利用预设算法对所述初始路径进行平滑优化，以得到最终的航行轨迹的步骤之前还包括：

20、对所述中间点的数量以及位置进行调整，并对应的对所述贝塞尔曲线算法中的曲线阶数进行调整，以得到多种不同形态的曲线路径；

21、按预设规则从所述多种不同形态的曲线路径中挑选出最终的曲线路径作为所述初始路径；

22、其中，所述预设规则为根据人为期望主动选取最终的曲线路径、将多种不同形态的曲线路径与预先设定的标准曲线路径进行对比得到最终的曲线路径中的任意一种。

23、进一步的，上述基于贝塞尔曲线的航行轨迹生成方法，其中，所述方法还包括：

24、对所述航线轨迹进行测试，并根据所述航线轨迹的测试结果对所述贝塞尔曲线算法和预设算法的参数进行调整。

25、本发明的另一个目的在于提供一种基于贝塞尔曲线的航行轨迹生成装置，所述装置包括：

26、获取模块，用于获取航路中的起点和终点的位置信息，并确定所述航路中的中间点的位置信息，其中，所述中间点为所述航路中间可能经过的点；

27、生成模块，用于根据所述起点、终点以及中间点的位置信息利用贝塞尔曲线算法生成所述航路的初始路径；

28、优化模块，用于利用预设算法对所述初始路径进行平滑优化，以得到最终的航行轨迹。

29、本发明的另一个目的在于提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述任意一项所述的方法的步骤。

30、本发明的另一个目的是提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述的方法的步骤。

31、本发明通过获取航路中的起点和终点的位置信息，并确定所述航路中的中间点的位置信息，其中，所述中间点为所述航路中间可能经过的点；

32、根据所述起点、终点以及中间点的位置信息利用贝塞尔曲线算法生成所述航路的初始路径；利用预设算法对所述初始路径进行平滑优化，以得到最终的航行轨迹，先通过贝塞尔曲线进行航行轨迹的初始轨迹生成，后通过预设算法进行平滑优化，将航路规划过程自动化，优化了算法流程和生成算法，避免了航线生成技术手段单一，提升了航线轨迹生成的效率和准确度，解决了现有技术中航线轨迹生成的效率和准确度低的问题。。

技术特征：

1.一种基于贝塞尔曲线的航行轨迹生成方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的基于贝塞尔曲线的航行轨迹生成方法，其特征在于，所述贝塞尔曲线算法的表达方程为：

3.根据权利要求2所述的基于贝塞尔曲线的航行轨迹生成方法，其特征在于，所述预设算法包括球形插值算法、样条曲线和线性插值算法中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的基于贝塞尔曲线的航行轨迹生成方法，其特征在于，所述预设算法为球形插值算法，所述利用预设算法对所述初始路径进行平滑优化，以得到最终的航行轨迹的步骤包括：

5.根据权利要求1所述的基于贝塞尔曲线的航行轨迹生成方法，其特征在于，所述方法还包括：

6.根据权利要求1所述的基于贝塞尔曲线的航行轨迹生成方法，其特征在于，所述利用预设算法对所述初始路径进行平滑优化，以得到最终的航行轨迹的步骤之前还包括：

7.根据权利要求1至6中任一项所述的基于贝塞尔曲线的航行轨迹生成方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.一种基于贝塞尔曲线的航行轨迹生成装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任意一项所述的方法的步骤。

10.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一所述的方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种基于贝塞尔曲线的航行轨迹生成方法及装置，该方法包括：获取航路中的起点和终点的位置信息，并确定所述航路中的中间点的位置信息，其中，所述中间点为所述航路中间可能经过的点；根据所述起点、终点以及中间点的位置信息利用贝塞尔曲线算法生成所述航路的初始路径；利用预设算法对所述初始路径进行平滑优化，以得到最终的航行轨迹。本发明解决了现有技术中在进行航路规划时效率和精确度低的问题。

技术研发人员：祝义荣,邬宇新,王军,魏紫川,张良平,燕强,刘涛
受保护的技术使用者：江西耀康智能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15