本发明涉及海上救援，特别是涉及一种海上搜救路径规划方法、装置及程序产品。
背景技术：
1、传统基于无人机的海上搜救方案受限于其有限的续航能力，难以胜任中远海的搜救任务，加之海上天气的复杂多变，容易引发虚警或漏检，降低了搜救的效率和准确性，并且当前的无人机路径规划策略主要关注搜救区域的全覆盖，而忽视了海上环境因素如风向、海流等对目标移动轨迹的影响，传统的规划方法没有针对性地考虑海上搜救场景的特殊性，导致在实际操作中搜救效率低下，无法有效地追踪随时间变化的目标位置。
2、近年来，无人技术的进步使无人机和无人船得以应用于中远海搜救，无人机凭借其高机动性和广阔的感知范围，在快速搜索和覆盖大面积海域方面具有明显优势，但其续航能力和抗风性能有限，无人船虽续航能力强大，能够深入中远海域执行任务，却因感知能力相对有限，难以独立完成复杂环境下的精准搜救，因此，需要提供一种海上搜救的新方法，以降低虚警概率和提高检测精度。
技术实现思路
1、本发明的实施例提供了一种海上搜救路径规划方法、装置及程序产品，旨在通过结合无人机与无人船的优势来提升中远海域复杂环境中海上搜救的效率和成功率。
2、为了实现上述目的，一方面，提供了一种海上搜救路径规划方法，该方法包括如下步骤：
3、s1，接收搜救信号的位置信息，建立所述位置信息所在搜救区域的二维栅格图，并根据地图信息标注所述二维栅格图中的待搜救区域；
4、s2，按照预先设定的量化方式，将所述待搜救区域中的海水流动信息与所述待搜救区域的海上环境信息量化为对应的海水流动等级数值和海上环境等级数值，将所述待搜救区域中二维栅格的所述海水流动等级数值与所述海上环境信息等级数值进行累加，获得所述待搜救区域中二维栅格的综合环境影响值，并根据预先设定的综合环境影响值与搜救区域优先级之间的对应关系，将所述待搜救区域中的二维栅格划分成不同优先级的搜救区域，其中，所述不同优先级的搜救区域包括:一级搜救区域、二级搜救区域和三级搜救区域；其中，所述海水流动信息包括海水流速；所述海水环境信息包括风力；
5、s3，根据所述搜救区域的优先级采用对应的搜救路径规划算法来规划搜救路径；其中，对一级搜救区域采用最大概率路径规划算法，对二级搜救区域和三级搜救区域采用结合a*的区域覆盖路径规划算法；
6、s4，在无人船搭载无人机到达所述搜救信号的位置之后，根据所述搜救路径规划算法规划出的搜救路径对所述待搜救区域展开搜救；
7、s5，当无人机检测到的目标大于预先设置的无人机检测置信度时，无人船到达所述目标所在位置进行二次确认，若无人船确认所述目标是待搜救目标，则对所述待搜救目标进行跟踪并实时向救援中心发送所述待搜救目标的位置；其中，所述无人机检测置信度根据不同的天气状况预先设置。
8、优选地，所述海上搜救路径规划方法，其中，所述无人机检测置信度与海上风速，能见度以及海上温度有关。
9、优选地，所述海上搜救路径规划方法，其中，所述步骤s1中：
10、所述搜救区域的范围为：以所述搜救信号的位置为起始中心点，边长为r的方形搜救区域，其中，边长r表示无人机或无人机群能够有效搜索的最远距离；
11、所述二维栅格以所述搜救信号的位置的经纬度为坐标原点，以所述无人机的有效探测范围为大小来建立，其中，所述无人机的有效探测范围与所述无人机的能见度有关，所述无人机的能见度受海上天气因素影响；
12、所述步骤s1还包括：根据地图信息标注所述二维栅格图中的无需搜索区域；所述无需搜索区域包括岛屿、陆地。
13、优选地，所述海上搜救路径规划方法，其中，所述步骤s2中：
14、所述海水流动信息和所述海水环境信息都被量化为一个多级标度，其中，所述多级标度包括正值、负值和/或零值，所述多级标度中的负值表示向着搜救起始点的下游或下风向；所述多级标度中的正值表示向着搜救起始点的上游或上风向，所述多级标度中的零值表示没有海水流动或风力；
15、所述综合环境影响值与搜救区域优先级之间的对应关系为：
16、当所述综合环境影响值的大小标示对应区域受到向下风向影响和下游方向的海水流动影响满足预定第一条件时，对应的区域为一级搜救区域；
17、当所述综合环境影响值的大小标示对应区域受到的海水流动影响和风力影响满足预定的第二条件时，对应的区域为二级搜救区域；
18、当所述综合环境影响值的大小标示受到的向上风向影响和上游方向的海水流动影响满足预定的第三条件时，对应的区域为三级搜救区域。
19、优选地，所述海上搜救路径规划方法，其中，所述步骤s3中：
20、对一级搜救区域采用最大概率规划算法为：根据所述搜救起始点位置，寻找所述搜救起始点位置周围的八个二维栅格，公式为min{s1 s2…s8}，其中，s1至s8表示所述搜救起始点位置周围的二维栅格；当所述搜救起始点位置周围中的二维栅格的优先级为一级搜救区域且所述二维栅格的综合环境影响值最小时，将所述二维栅格作为下一个搜救点，并将搜索过的二维栅格标注为已搜索；
21、针对二级搜救区域和三级搜救区域，根据所述无人机的搜救能力并结合a*的区域覆盖路径规划算法采取不同的策略。
22、优选地，所述海上搜救路径规划方法，其中，所述步骤s3包括：
23、若所述无人船仅搭载一架无人机且所述无人机搜救能力满足要求，则当所述无人机对一级搜救区域搜索完成之后，再对二级搜救区域和三级搜救区域进行搜索，其中，优先搜索二级搜救区域；
24、若所述无人船搭载两架无人机且所述两架无人机搜救能力都满足要求，则分配一架无人机对一级搜救区域进行搜救，另一架无人机对二级搜救区域和三级搜救区域进行搜救，其中，优先搜索二级搜救区域；
25、若所述无人船搭载三架无人机且三架无人机搜救能力都满足要求，则一级搜救区域、二级搜救区域和三级搜救区域各分配一架无人机进行搜救。
26、优选地，所述海上搜救路径规划方法，其中，所述步骤s4中：
27、所述无人船包含无人机起降模块、通信模块、充储能模块和受控模块，其中，所述无人机起降模块用于控制无人机的起飞降落；所述通信模块用于保持所述无人船与所述无人机、搜救中心的通信；所述充储能模块用于给所述无人机充能；所述受控模块用于所述无人船的远程控制；
28、所述无人机包含多模态感知模块、通信模块、飞控模块和计算处理模块，其中，所述多模态感知模块用于所述无人机在不同环境条件下的搜救；所述通信模块用于保持所述无人机与所述无人船之间的通信；所述飞控模块用于控制所述无人机飞行；所述计算处理模块用于判断获取的感知信息是否为搜救目标。
29、优选地，所述海上搜救路径规划方法，其中，所述步骤s5中，根据不同的天气状况设置所述无人机检测置信度的步骤包括：
30、如天气状况为满足预先设定条件的良好天气，则当所述无人机检测置信度大于第一置信度阈值时，认为是可疑目标；
31、如天气状况为满足预先设定条件的一般天气时，则当所述无人机检测置信度大于第二置信度阈值时，认为是可疑目标；
32、如天气状况为满足预先设定条件的恶劣天气时，则当所述无人机检测置信度大于第三置信度阈值时，认为是可疑目标；
33、其中，所述第一置信度阈值大于所述第二置信度阈值，所述第二置信度阈值大于所述第三置信度阈值。
34、另一方面，一种海上搜救路径规划的装置，其中，包括存储器和处理器，所述存储器存储有至少一段程序，所述至少一段程序由处理器执行以实现如上任一所述的海上搜救路径规划方法的步骤。
35、又一方面，一种计算机程序产品，包括计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一所述的海上搜救路径规划方法的步骤。
36、上述技术方案具有如下技术效果：
37、本发明实施例的技术方案针对海上搜救的特点，在对无人机路径规划时，考虑海上环境因素的影响，结合待搜救区域的海水流动信息和海水环境信息，将待搜救区域划分成不同的优先级，利用二维栅格法对不同优先级的搜救区域采用了不同的搜救策略，提高了搜救效率；进一步地，本发明实施例利用无人船搭载无人机的海上搜救方案，通过无人船续航能力强的特点，实现中远海的海上搜救任务；同时，利用无人船对可疑目标进行二次检测，有效降低漏检率的同时提高救援效率。
38、进一步的实施例中，通过无人船上无人机的数量和搜救能力，实施多层次的搜救策略；当无人船搭载多架无人机时，它们被分配到不同级别的搜救区域，一部分无人机专注于高概率区域，另一部分无人机则采用更广泛的搜索模式，确保整个搜救区域得到全面覆盖；无人机根据天气状况调整目标检测的置信度阈值，确保在各种天气条件下都能及时有效识别待搜救目标，提高搜救成功率。
1.一种海上搜救路径规划方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的海上搜救路径规划方法，其特征在于，所述无人机检测置信度与海上风速，能见度以及海上温度有关。
3.根据权利要求1所述的海上搜救路径规划方法，其特征在于，所述步骤s1中：
4.根据权利要求3所述的海上搜救路径规划方法，其特征在于，所述步骤s2中：
5.根据权利要求4所述的海上搜救路径规划方法，其特征在于，所述步骤s3中：
6.根据权利要求5所述的海上搜救路径规划方法，其特征在于，所述步骤s3包括：
7.根据权利要求1所述的海上搜救路径规划方法，其特征在于，所述步骤s4中：
8.根据权利要求1所述的海上搜救路径规划方法，其特征在于，所述步骤s5中，根据不同的天气状况设置所述无人机检测置信度的步骤包括：
9.一种海上搜救路径规划的装置，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器存储有至少一段程序，所述至少一段程序由处理器执行以实现如权利要求1至8任一所述的海上搜救路径规划方法的步骤。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8任一所述的海上搜救路径规划方法的步骤。
