火星探测器路径规划方法及装置

技术特征：
1.一种火星探测器路径规划方法，其特征在于，包括：基于预先建立的火星环境模型，利用改进路径规划算法，对火星探测器进行全局路径规划，寻找出所述火星探测器全局路径；针对所寻找出的全局路径，进行拐角优化处理，以得到所述火星探测器的最优路径。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于路径规划算法，对火星探测器进行全局路径规划，包括：通过调节实际代价的权重系数和估计代价的权重系数，来改进a-star算法的估价函数，得到改进a-star算法；基于所述改进a-star算法的估价函数，对火星探测器进行全局路径规划。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述改进a-star算法改变路径搜索过程中对a-start算法的影响，使得所述估计代价的权重系数越大，a-star算法越趋近于广度优先搜索bfs算法，所述实际代价的权重系数越大，则a-star算法越趋近于迪克斯特拉dijkstra算法。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述改进a-star算法的估价函数，对火星探测器进行全局路径规划，包括：将所述火星探测器的起始位置加入开放列表ol中，基于所述改进a-star算法的估价函数，循环迭代进行路径规划；判断所规划的路径中是否有可拓展的点且是否没有找到目标点；在判断结果为是的情况下，将所述ol中的最优的待选放入关闭列表cl中，并进行路径回溯，否则，直接进行路径回溯。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进行拐角优化处理包括：在所述火星探测器全局路径中，获取拓展点索引值和目标索引值；基于所述拓展点索引值和所述目标索引值，进行拐角优化处理。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，基于所述拓展点索引值和所述目标索引值，进行拐角优化处理，包括：通过所述拓展点在域指针中储存的位置信息，计算该拓展点的父节点的索引值；判断该拓展点的父节点的索引值是否等于起始点，如果等于起始点，则表明该点是由起始点拓展出来的点，跳过优化，否则，利用该点的父节点的索引值，查看所述父节点在元胞数组域指针中的位置信息，并通过该元胞数组域指针中的位置信息来计算获取期望下一步要走的点的索引值。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于以下方法构建所述火星环境模型：采用栅格法将所述火星探测器的巡视探测区域分成多个均匀的含有二值信息的栅格，并得到栅格模型；基于所述栅格，根据所述火星探测器的运动能力，建立所述火星探测器的坡度代价函数、粗糙度代价函数和起伏度代价函数中的至少之一；其中，所述火星环境模型包括以下至少之一：所述栅格模型、所述坡度代价函数、所述粗糙度代价函数和所述起伏度代价函数。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，建立所述坡度代价函数包括：采用最小二乘法来拟合平面，得到拟合的平面方程，基于
所述平面方程，计算所述栅格的坡度，基于所述栅格的坡度，建立所述坡度代价函数；和/或建立所述粗糙度代价函数包括：计算所述栅格内所有高程点到所述拟合平面的距离，基于所述距离计算所述栅格的粗糙度，并基于所述粗糙度建立所述粗糙度代价函数；和/或建立所述起伏度代价函数包括：计算所述栅格内所有离散点的高程标准差；根据所述高程标准差建立所述起伏度代价函数。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，在进行拐角优化处理之后，所述方法还包括：通过四阶贝塞尔曲线对拐角优化后的路径进行平滑处理。10.一种火星探测器路径规划装置，其特征在于，包括：全局路径规划模块，被配置为基于预先建立的火星环境模型，利用改进a-star算法，对火星探测器进行全局路径规划，寻找出所述火星探测器全局路径；拐角优化规划模块，被配置为针对所寻找出的全局路径，进行拐角优化处理，以得到所述火星探测器的最优路径。

技术总结
本发明公开了一种火星探测器路径规划方法及装置。其中，该方法包括：基于预先建立的火星环境模型，利用改进A-Star算法，对火星探测器进行全局路径规划，寻找出所述火星探测器全局路径；针对所寻找出的全局路径，进行拐角优化处理，以得到所述火星探测器的最优路径。本发明解决了相关技术中路径规划速度慢、规划的路径不是较佳路径的技术问题。路径不是较佳路径的技术问题。路径不是较佳路径的技术问题。


技术研发人员：戴娟 朱胜涛 苏中 李剑锋 刘海涛
受保护的技术使用者：北京信息科技大学
技术研发日：2022.06.09
技术公布日：2022/9/2