一种基于XYZ格式地图的路径生成方法技术

本发明专利技术涉及水下机器人技术领域，尤其涉及一种基于XYZ格式地图的路径生成方法，实现自主水下机器人在变化海洋环境下的路径规划。包括以下步骤：读取XYZ格式的地图文件获得地图信息；将获得的地图信息载入到地图转化软件中，根据地图信息，进行地图信息识别；根据潜水器的起始点，规划出下一个航行点的坐标，通常下一个航行点使用的是极坐标，将极坐标转换成大地坐标系。与简单的路径规划方法比较，本方法具有更好的性能，在热液探测环境下更有优势，更能适应外界环境的改变，提高了AUV的工作能力。本方法移植方便，可以适用于各种水下机器人。

A path generation method based on XYZ map

The invention relates to the technical field of underwater robot, especially a path generation method based on the map of XYZ format to realize the path planning of autonomous underwater robot in the changing ocean environment. The following steps are included: reading the map file of XYZ format to obtain map information; carrying the obtained map information into the map transformation software, identifying the map information according to the map information, planning the coordinates of the next navigation point according to the starting point of the submersible, and usually using polar coordinates for the next navigational point. The polar coordinates are converted to the geodetic coordinate system. Compared with the simple path planning method, this method has better performance, has more advantages in the hydrothermal detection environment, more adapts to the change of the external environment, and improves the working ability of AUV. This method is easy to transplant and can be applied to various underwater robots.

【技术实现步骤摘要】
一种基于XYZ格式地图的路径生成方法
本专利技术涉及水下机器人
，尤其涉及一种基于XYZ格式地图的路径生成方法。
技术介绍
在海洋应用中，水下机器人发挥越来越重要的作用。水下机器人分成两类：一种是遥控式有缆水下机器人(简称ROV)，一种是自主水下机器人(简称AUV)。ROV需要水面母船支持，同时受到电缆长度的限制，其作业距离有限，一般只有几百米；而AUV自身携带能源，可以远离母船，活动距离达到几十公里甚至上百公里。所以AUV的研究越来越受到各国的重视，AUV的发展代表了未来水下机器人的发展方向。但是AUV的控制方法比ROV的控制方法复杂，只有设计出好的控制方法才能发挥出AUV强大的作业能力。AUV执行地形勘查、管线跟踪都依赖于AUV的路径规划。通常在AUV工作前，获取当前海区的地图，然后根据地图进行规划，当地形起伏不是很大时，可以使用简单的定高模式和定深模式航行，但是对于复杂海区的情况下，这种方式规划出来的路径不能很好的实现任务需求，如果分段规划则费时费力，对于操作AUV的人员是一个很大的挑战，这种简单的方法不适用在复杂的环境下。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述不足之处，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于XYZ格式地图的路径生成方法，其特征在于，包括以下步骤：读取XYZ格式的地图文件获得地图信息；根据地图信息进行地图信息识别，规划出潜水器下一个航行点的坐标，将航行点的极坐标转换成大地坐标。

【技术特征摘要】
1.一种基于XYZ格式地图的路径生成方法，其特征在于，包括以下步骤：读取XYZ格式的地图文件获得地图信息；根据地图信息进行地图信息识别，规划出潜水器下一个航行点的坐标，将航行点的极坐标转换成大地坐标。2.根据权利要求1所述的一种基于XYZ格式地图的路径生成方法，其特征在于，所述地图信息包括经度、纬度、深度/高度。3.根据权利要求1所述的一种基于XYZ格式地图的路径生成方法，其特征在于，所述根据地图信息进行地图信息识别，规划出潜水器下一个航行点的坐标包括以下步骤：1)根据选择的目标深度，获得等深线，同时根据选择的预定的起始点，按照正东、正南、正西、正北、东南、东北、西南和西北八个方向生成射线，计算各个方向上射线的梯度；2)根据射线的梯度，选择绝对值最小的一个点作为下一航行点；3)将下一个航行点作为预定的起始点，返回步骤1)，直到当前深度达到阈值或者航行点构成的路径覆盖地图为止。4.根据权利要求3所述的一种基于XYZ格式地图的路径生成方法，其特征在于，所述射线的梯度通过下式计算：若函数t＝f(x,y,z)在点(x0,y0,z0)处可微，则函数F(x)在点(x0,y0,z0)处沿任一方向的方向导数存在，其中各导数均为在点(x0,y0,z0)处的值，运用向量的数量积，可将方向导数计算公式表示为：

【专利技术属性】
技术研发人员：邵刚，徐春晖，王轶群，赵宏宇，刘健，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21