一种基于健康状态的野外条件下路径规划方法

技术领域

本发明涉及人工智能技术领域，具体涉及一种基于健康状态的野外条件下路径规划方法及系统。

背景技术

战场环境瞬息万变，车辆不仅需要被时刻关注着其健康状态，健康状态一般包括人员状况、设备状态、剩余燃油情况以及物资情况等多方面内容，还需要被时刻关注着野外环境中出现的障碍物、禁止通行区域等在行驶路径中需要绕行的障碍，据此进行适时的避障路线规划。只有在上述两种条件都满足的情况下，作为战场应用，才能保证车辆到达目的地后满足战地所需，否则要么由于车辆不满足健康状态的情况而无法满足战地所需，要么由于避障不能实时有效而无法及时到达目的地。

但是，目前的避障方法无法满足上述需求。例如，专利201811189513.6中公开了一种实时避障的方法，该方法中机器人每一步的移动方向是根据经验值从不同方位角选取四个方向的离散点，进而计算得到下一步运动方向，因而无法获得精准连续的规划路径。

文献B.K.Patle,D.R.K.Parhi,A.Jagadeesh,and S.K.Kashyap,“Application ofprobability to enhance the performance of fuzzy based mobile robotnavigation.”Applied Soft Computing Journal,vol.75,pp.265–283,2019中提出了一种基于概率和模糊逻辑的路径规划算法，应用于移动机器人。模糊逻辑算法参考人的驾驶经验，通过查表得到规划信息，实现局部路径规划。但是该方法是分段式的查表无法获得最优解，存在自主性较差等的缺点。并且上述两种方法均不能适用于战地环境，解决评价车辆健康状态的问题。

发明内容

因此，为了克服上述缺陷，本发明实施例提供一种基于健康状态的野外条件下路径规划方法及系统。

本发明实施例的一种基于健康状态的野外条件下路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取车辆的属性值O

根据属性值O

判断健康能力评估等级是否为预设评估等级以上；

当健康能力评估等级为预设评估等级以上时，获取地图上起点Pos

分别将每一绕行区域边界整体外扩其类型对应的绕行区域安全距离α

分别将每一位于起点Pos

分别判断位于起点Pos

当位于起点Pos

当每一绕行路径边界

优选地，所述根据属性值O

获取p组属性集O

按照二元对比定型排序原理，获得二元对比定型排序一致性标度矩阵E

根据p组属性集O

其中，

根据属性值O

将健康能力评估值σ分别与预设优秀等级范围、预设良等级范围、预设中等级范围和预设差等级范围进行比较，获得健康能力评估等级。

优选地,所述方法还包括以下步骤：

当任一绕行路径边界

将绕行路径边界与起点Pos

优选地,所述方法还包括以下步骤：

当位于起点Pos

判断每一绕行路径边界

当每一绕行路径边界

优选地,所述方法还包括以下步骤：

当任一绕行路径边界

将绕行路径边界与起点Pos

优选地,所述方法还包括以下步骤：

判断绕行路径的终止点是否超过终点Pos

当绕行路径的终止点超过终点Pos

优选地,所述方法还包括以下步骤：

调用地图绘制接口，绘制车辆行驶路径包括起点Pos

本发明实施例的一种基于健康状态的野外条件下路径规划系统，包括：

车辆属性值和健康能力因素值获取单元，用于获取车辆的属性值O

地图获取单元，用于获取待路径规划区域的地理信息；

健康能力评估单元，用于根据属性值O

路径规划单元，用于根据待路径规划区域的地理信息和健康能力评估等级获得车辆行驶路径。

优选地，所述健康能力评估单元包括：

重要程度关系获取单元，用于获取p组属性集O

二元对比定型排序一致性标度矩阵获得单元，用于按照二元对比定型排序原理，获得二元对比定型排序一致性标度矩阵E

属性值权重获得单元，用于根据p组属性集O

其中，

健康能力评估值获得单元，用于根据属性值O

健康能力评估等级获得单元，用于将健康能力评估值σ分别与预设优秀等级范围、预设良等级范围、预设中等级范围和预设差等级范围进行比较，获得健康能力评估等级。

优选地，所述路径规划单元包括：

第一判断单元，用于判断健康能力评估等级是否为预设评估等级以上；

绕行区域边界及类型获取单元，用于当健康能力评估等级为预设评估等级以上时，获取地图上起点Pos

第一外扩单元，用于分别将每一绕行区域边界整体外扩其类型对应的绕行区域安全距离α，k＝1,2,…,m，获得绕行边界

第二外扩单元，用于分别将每一位于起点Pos

第二判断单元，用于分别判断位于起点Pos

第三判断单元，用于当位于起点Pos

车辆行驶路径获得单元，用于当每一绕行路径边界

本发明实施例的技术方案，具有如下优点：

本发明实施例提供的基于健康状态的野外条件下路径规划系统，通过对车辆的健康能力进行评估，从而保证车辆通过避障及时到达目的地后能满足战地所需，提高了任务有效性。并且在路径规划时通过设置绕行区域安全距离和车辆安全距离，将区域安全因素和车辆安全因素区别开来，分别引入避障路径规划，提高了路径规划的灵活性、自主性，更加提高了安全保障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。

图1为本发明实施例1中基于健康状态的野外条件下路径规划方法的一个具体示例的流程图；

图2为本发明实施例1中简单场景下的路径规划情形图；

图3为本发明实施例1中简单场景下无需边界合并的路径规划情形图；

图4为本发明实施例1中复杂场景下需边界合并的路径规划情形图；

图5为本发明实施例1中绕行路径的终止点超过终点的路径规划情形图；

图6为本发明实施例2中基于健康状态的野外条件下路径规划系统的一个具体示例的原理框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，本文所用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并非旨在限制本发明。除非上下文明确指出，否则如本文中所使用的单数形式“一”、“一个”和“该”等意图也包括复数形式。使用“包括”和/或“包含”等术语时，是意图说明存在该特征、整数、步骤、操作、元素和/或组件，而不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件、和/或其他组合的存在或增加。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管示例性实施例被描述为使用多个单元来执行示例性过程，然而可以理解的是，该示例性过程还可以由一个或多个模块来执行。另外，可以理解的是，术语控制器/控制单元指的是包括存储器和处理器的硬件设备。存储器被配置成存储模块，处理器被专门配置成执行上述存储模块中存储的过程，从而执行一个或多个过程。

此外，本说明书中的某些图式是用于例示方法的流程图。应了解，这些流程图中的每一个方块、及这些流程图中方块的组合可通过计算机程序指令来实施。这些计算机程序指令可加载至一计算机或其他可编程的设备上来形成一机器，以使在所述计算机或其他可编程设备上执行的指令形成用于实施在所述流程图方块中所规定功能的结构。这些计算机程序指令也可储存于一计算机可读存储器中，所述计算机可读存储器可指令一计算机或其他可编程设备以一特定方式工作，以使储存于所述计算机可读存储器中的指令形成一包含用于实施在所述流程图方块中所规定功能的指令结构的制品。所述计算机程序指令也可加载至一计算机或其他可编程设备上，以便在所述计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤来形成一由计算机实施的过程，从而使在所述计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实施在所述流程图方块中所规定功能的步骤。

相应地，各流程图中的方块支持用于执行所规定功能的结构的组合及用于执行所规定功能的步骤的组合。还应了解，所述流程图中的每一个方块、及所述流程图中方块的组合可由执行所规定功能或步骤的基于专用硬件的计算机系统、或者专用硬件与计算机指令的组合来实施。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种基于健康状态的野外条件下路径规划方法，如图1所示，包括以下步骤：

S001、获取车辆的属性值O

S002、根据属性值O

优选地，步骤S002具体包括以下步骤：

S21、获取p组属性集O

优选地，p组属性集O

S22、按照二元对比定型排序原理，获得二元对比定型排序一致性标度矩阵E

优选地，二元对比定型排序原理如下：

对属性集O中任意两个元素O

u＝(u

这里u

u为二元对比定型排序一致性标度矩阵的充分必要条件是

将u中的各行元素值之和记为

u的各行元素值之和s

S23、根据p组属性集O

其中，

S24、根据属性值O

S25、将健康能力评估值σ分别与预设优秀等级范围、预设良等级范围、预设中等级范围和预设差等级范围进行比较，获得健康能力评估等级。

优选地，属性集O＝{O

优选地，人员状况对应的健康能力因素值f

设备状态对应的健康能力因素值f

其中，ε

12个子系统的影响因子值的一种具体示例如下表所示：

剩余燃油情况对应的健康能力因素值f

其中，Fuel

物资情况对应的健康能力因素值f

假设进行某工作时，所需相关物资为Material

优选地，以山地作业场景为例，人员状况、设备状态、剩余燃油情况以及物资情况这4个参数属于同一层次，重要程度“大”与“小”是相互独立的模糊概念。由领域专家分别对人员配置(O

对E

对E

对E

根据权重ω

(w

车辆健康能力评估值σ为：

根据预设优秀等级范围、预设良等级范围、预设中等级范围和预设差等级范围，得出健康能力评估值σ所处范围，获得健康能力评估等级。

一种具体示例的预设优秀等级范围、预设良等级范围、预设中等级范围和预设差等级范围如下表所示：

S003、判断健康能力评估等级是否为预设评估等级以上；当健康能力评估等级为预设评估等级以上时，进入步骤S004；当健康能力评估等级没有达到预设评估等级时，生成指令使车辆按照已行驶路径进行原路返航或者停止继续向前行驶，原地待命；

S004、获取地图上起点Pos

S005、分别将每一绕行区域边界整体外扩其类型对应的绕行区域安全距离α

S006、分别将每一位于起点Pos

S007、分别判断位于起点Pos

S008、判断每一绕行路径边界

S009、将绕行路径边界与起点Pos

如图2所示，属于简单场景下的路径规划情形，在起点Pos

如图3所示，属于简单场景下无需边界合并的路径规划情形，车辆行驶路径与图2中的相同，即图中箭头所示路径。

S010、将最小距离小于或者等于两倍车辆安全距离β的绕行路径边界或绕行边界均与所述任一绕行路径边界进行边界合并，在每最小距离处左右两边附近增加两条边界进行连通，获得一条新的绕行路径边界，将最小距离处附近的原两段边界均包围在新的绕行路径边界内；之后再进入步骤S009。

S011、当位于起点Pos

如图4所示，属于复杂场景下需边界合并的路径规划情形，在起点Pos

优选地，基于健康状态的野外条件下路径规划方法还包括以下步骤：

S012、判断绕行路径的终止点是否超过终点Pos

S013、从绕行路径的终止点到终点Pos

优选地，基于健康状态的野外条件下路径规划方法还包括以下步骤：

S014、调用地图绘制接口，绘制车辆行驶路径包括起点Pos

上述基于健康状态的野外条件下路径规划方法，通过对车辆的健康能力进行评估，从而保证车辆通过避障及时到达目的地后能满足战地所需，提高了任务有效性。并且在路径规划时通过设置绕行区域安全距离和车辆安全距离，将区域安全因素和车辆安全因素区别开来，分别引入避障路径规划，提高了路径规划的灵活性，更加提高了安全保障。

实施例2

本实施例提供一种基于健康状态的野外条件下路径规划系统，可用于实施上述实施例1的基于健康状态的野外条件下路径规划方法，如图6所示，包括：

车辆属性值和健康能力因素值获取单元1，用于获取车辆的属性值Oi，i＝1,2,…,n，构成属性集O＝{O

地图获取单元2，用于获取待路径规划区域的地理信息；

健康能力评估单元3，用于根据属性值O

路径规划单元4，用于根据待路径规划区域的地理信息和健康能力评估等级获得车辆行驶路径。

优选地，健康能力评估单元3包括：

重要程度关系获取单元，用于获取p组属性集O

二元对比定型排序一致性标度矩阵获得单元，用于按照二元对比定型排序原理，获得二元对比定型排序一致性标度矩阵E

属性值权重获得单元，用于根据p组属性集O

其中，

健康能力评估值获得单元，用于根据属性值O

健康能力评估等级获得单元，用于将健康能力评估值σ分别与预设优秀等级范围、预设良等级范围、预设中等级范围和预设差等级范围进行比较，获得健康能力评估等级。

优选地，路径规划单元4包括：

第一判断单元，用于判断健康能力评估等级是否为预设评估等级以上；

绕行区域边界及类型获取单元，用于当健康能力评估等级为预设评估等级以上时，获取地图上起点Pos

第一外扩单元，用于分别将每一绕行区域边界整体外扩其类型对应的绕行区域安全距离α

第二外扩单元，用于分别将每一位于起点Pos

第二判断单元，用于分别判断位于起点Pos

第三判断单元，用于当位于起点Pos

车辆行驶路径获得单元，用于当每一绕行路径边界

优选地，在第二判断单元和第三判断单元之间还包括：边界连接单元，用于当位于起点Pos

优选地，在第三判断单元和车辆行驶路径获得单元之间还包括：边界合并单元，用于当任一绕行路径边界

优选地，基于健康状态的野外条件下路径规划系统还包括：

第四判断单元，用于判断绕行路径的终止点是否超过终点Pos

反向路径规划单元，用于当绕行路径的终止点超过终点Pos

优选地，基于健康状态的野外条件下路径规划系统还包括：

地图标绘单元，用于调用地图绘制接口，绘制车辆行驶路径包括起点Pos

上述基于健康状态的野外条件下路径规划系统，通过对车辆的健康能力进行评估，从而保证车辆通过避障及时到达目的地后能满足战地所需，提高了任务有效性。并且在路径规划时通过设置绕行区域安全距离和车辆安全距离，将区域安全因素和车辆安全因素区别开来，分别引入避障路径规划，提高了路径规划的灵活性，更加提高了安全保障。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。