【技术实现步骤摘要】
一种基于月面数字高程地图的综合全局路径规划方法
本专利技术涉及基于月面数字高程地图的综合全局路径规划方法。属于月球探测路径规划
技术介绍
针对于路径规划领域，很多路径规划方法都是使用A*(A-Star)算法，A*算法是一种求解最短路径最有效的直接搜索方法，是一种常用启发式算法，根据启发式函数f(n)扩展搜索的节点，f(n)＝g(n)+h(n)，其中，f(n)是从初始状态经由状态n到目标状态的代价估计，g(n)是在状态空间中从初始状态到状态n的实际代价，h(n)是从状态n到目标状态的最佳路径的估计代价。当启发式函数f(n)满足一致性条件时A*可以找到最优解。同时，A*算法将路径规划过程中待检测的节点存放于Open表中，而已检测过的格子则存放于Close表中，然后扩展当前节点的所有邻居节点加入OPEN表中，再选择f(n)最小的节点进行扩展，如此迭代直至搜索到目标节点。然后使用父节点(parent)储存回溯节点，从目标节点回溯最终路径。虽然A*算法能够较好的解决路径规划的问题，但是其也存在一定的缺点，比如算法的搜索时间比...
【技术保护点】
1.一种基于月面数字高程地图的综合全局路径规划方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤一：基于月面DEM地图提取月面地形特征；所述月面地形特征包括地形坡度、地形起伏度以及地形粗糙度；/n步骤二：基于步骤一提取的月面特征生成综合平滑度地图；/n步骤三：基于月面太阳方位信息生成太阳有效光照分布地图，并根据太阳有效光照分布地图确定太阳有效光照指数；/n步骤四：根据步骤二和步骤三生成的地形综合平滑度信息以及太阳有效光照指数确定多代价启发式函数；/n步骤五：对于A*算法的每个节点，将步骤四的多代价启发式函数的多代价函数值作为A*算法中的每个节点的g(n)值，选择g(n)值变小的节点进...
【技术特征摘要】
1.一种基于月面数字高程地图的综合全局路径规划方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：基于月面DEM地图提取月面地形特征；所述月面地形特征包括地形坡度、地形起伏度以及地形粗糙度；
步骤二：基于步骤一提取的月面特征生成综合平滑度地图；
步骤三：基于月面太阳方位信息生成太阳有效光照分布地图，并根据太阳有效光照分布地图确定太阳有效光照指数；
步骤四：根据步骤二和步骤三生成的地形综合平滑度信息以及太阳有效光照指数确定多代价启发式函数；
步骤五：对于A*算法的每个节点，将步骤四的多代价启发式函数的多代价函数值作为A*算法中的每个节点的g(n)值，选择g(n)值变小的节点进行搜索，直到搜索到目标节点，然后根据parent表回溯构建路径。
2.根据权利要求1所述一种基于月面数字高程地图的综合全局路径规划方法，其特征在于，步骤一所述提取月面地形特征的过程包括以步骤：
分别从DEM数据中提取坡度、起伏度以及粗糙度的月面地形信息，通过设置一个3×3大小的滚动窗口，在DEM地图上滚动计算每个窗口内的地形特征，即得到地形坡度、地形起伏度以及地形粗糙度。
3.根据权利要求2所述一种基于月面数字高程地图的综合全局路径规划方法，其特征在于，所述地形坡度、地形起伏度以及地形粗糙度分别如下：
地形坡度θ：
式中fx、fy为中心栅格东西方向和南北方向高程变化率；
地形起伏度R：
R＝Hmax-Hmin
式中Hmax、Hmin分别为窗口内的最大高程值与最小高程值；
地形粗糙度δ：
式中Hi为窗口内所有栅格对应的高程值，为窗口内所有高程值的平均值。
4.根据权利要求3所述一种基于月面数字高程地图的综合全局路径规划方法，其特征在于，所述中心栅格东西方向和南北方向高程变化率fx、fy分别如下：
式中H1-H9分别为3x3窗口内部的9个栅格对应的高程值，g为DEM数据的分辨率大小。
5.根据权利要求1所述一种基于月面数字高程地图的综合全局路径规划方法，其特征在于，步骤二所述生成综合平滑度地图的过程包括以下步骤：
基于取的提取月面地形特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：白成超，郭继峰，郑红星，于晓强，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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