基于B样条曲线的路径规划方法、装置、计算机可读存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于B样条曲线的路径规划方法、装置、计算机可读存储介质，所述基于B样条曲线的路径规划方法，包括：获取起始控制点、目标控制点、第一控制点、第二控制点及原始路径，所述第二控制点相较于第一控制点距所述目标控制点更近；确定特定控制点，所述特定控制点位于第一控制点和第二控制点之间；根据起始控制点、第一控制点、特定控制点、第二控制点、目标控制点规划优化路径。本发明专利技术所述方法在原B样条曲线规划路径的基础上，通过确定特定控制点进行路径规划，使得移动设备的控制算法控制动作更加容易；并且规划的路径为连续的运动路径，不需要移动设备在某个位置点上进行停车，能够节约时间，速度快。

Path planning method, device and computer readable storage medium based on B-spline curve

The invention provides a path planning method, device and computer readable storage medium based on B-spline curve, the path planning method based on B-spline curve includes: obtaining starting control point, target control point, first control point, second control point and original path, the second control point is closer to the target control point than the first control point; determining specific A control point, wherein the specific control point is located between the first control point and the second control point; and the optimization path is planned according to the starting control point, the first control point, the specific control point, the second control point and the target control point. On the basis of the original B-spline curve path planning, the method of the invention makes the control algorithm control action of the mobile device easier by determining a specific control point for path planning, and the planned path is a continuous motion path, which does not require the mobile device to stop at a certain location point, which can save time and speed.

【技术实现步骤摘要】
基于B样条曲线的路径规划方法、装置、计算机可读存储介质
本专利技术涉及路径规划领域，尤其涉及一种基于B样条曲线的路径规划方法、装置、计算机可读存储介质。
技术介绍
自动导引装置工作的过程中一般需要对其从起始点到目标点的路径进行规划，常用的路径规划方式有很多，比如规划路径为曲线，可使用插值的方式生成多项式插值，为了使曲线更容易计算，避免龙格现象，低阶可实现，可使用样条曲线插值，常见的样条曲线有贝塞尔曲线，B样条曲线等。为了使多项式次数独立于控制点数目，局部控制曲线路径，采用了B样条曲线进行路径规划而不用贝塞尔曲线。如果使用B样条曲线进行路径规划，主要输出内容为控制点和样条次数，据此可算出路径。自动导引装置根据路径行走，无限接近路径，但现有技术中，因为自动导引装置本身的机械参数，控制和定位算法，以及整个系统的影响，自动导引装置与路径之间是有误差的，但会尽量将误差控制在合理范围内，使得自动导引装置到达目标点时与目标点的位置之间的误差在允许范围内。在自动导引装置的运用过程中，不止需要考虑位置距离关系，还需要考虑角度关系，比如自动导引小车搬运货物，自动导引叉车插取栈板，搬运机器人自动扫码等场景，都需要自动导引装置在目的点的时候的角度也满足要求，否则无法完成货物对接搬运、栈板对接插取、扫码识别等工作。而在需要同时考虑距离和角度的情况下，对于从起始点到目标点的路径规划有诸多考验，难度较大；现有技术中，部分自动导引装置采用了这样的一种路径和动作：自动导引装置直线行走一定距离，停止，原地旋转，再直线行走一定距离，如果角度偏差仍然过大，那么还需要停止，原地旋转，直到到达目标点；或者先原地旋转再直线行走，这样的路径和动作有若干缺点：一是花费时间较长；二是动作复杂；三是所需空间较大；四是整体效率低，尤其是自动导引装置本身体积较大的情况下。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于B样条曲线的路径规划方法、装置、计算机可读存储介质，以解决现有技术花费时间较长、动作复杂、所需空间较大、整体效率低的问题。如上构思，本专利技术所采用的技术方案是：基于B样条曲线的路径规划方法，包括：获取起始控制点、目标控制点、第一控制点、第二控制点及原始路径，所述第二控制点相较于第一控制点距所述目标控制点更近；确定特定控制点，所述特定控制点位于第一控制点和第二控制点之间；根据起始控制点、第一控制点、特定控制点、第二控制点、目标控制点规划优化路径。进一步地，所述特定控制点位于过所述第二控制点和所述目标控制点的直线上。进一步地，所述确定特定控制点还包括：计算第一比率，所述第一比率为所述起始控制点与所述第一控制点之间的距离和所述起始控制点与所述目标控制点之间的距离之间的比值，计算第二比率，所述第二比率为所述特定控制点与所述目标控制点之间的距离和所述起始控制点与所述目标控制点之间的距离之间的比值，所述第一比率和所述第二比率之和小于1时的若干点即为特定控制点。进一步地，所述第一比率大于10%且小于40%，和/或，所述第二比率大于10%且小于40%。进一步地，所述确定特定控制点还包括：计算第三比率，所述第三比率为所述第二控制点与目标但之间的距离和所述起始控制点与所述目标控制点之间的距离之间的比值。进一步地，所述第三比率小于或等于所述第二比率。进一步地，所述目标点的坐标计算方法包括坐标系的平移旋转。本专利技术还提供一种基于B样条曲线的路径规划装置，包括：获取模块，所述获取模块获取起始点、目标点、第一控制点、第二控制点及原始路径；确定模块，所述确定模块确定特定控制点；路径规划模块，所述路径规划模块根据起始点、目标点、第一控制点、第二控制点规划原始路径；且，所述路径规划模块根据起始点、目标点、第一控制点、第二控制点、特定控制点规划优化路径。本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时实现如以上任一项所述的基于B样条曲线的路径规划方法。本专利技术的有益效果：本专利技术所述方法在原B样条曲线规划路径的基础上，通过确定特定控制点进行路径规划，使得移动设备的控制算法控制动作更加容易；并且规划的路径为连续的运动路径，不需要移动设备在某个位置点上进行停车，能够节约时间，速度快。附图说明图1为本专利技术所述基于B样条曲线的路径规划方法的步骤图；图2为第一实施例所述基于B样条曲线的路径规划方法中若干控制点和路径示意图；图3为第二实施例所述基于B样条曲线的路径规划方法中的部分参数示意图；图4为第二实施例所述基于B样条曲线的路径规划方法中的部分参数示意图；图5为第四实施例所述基于B样条曲线的路径规划装置的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部。第一实施例本实施例提供了一种基于B样条曲线的路径规划方法，参考图1，所述B样条曲线的路径规划方法包括：获取起始控制点、目标控制点、第一控制点、第二控制点及原始路径，所述第二控制点相较于第一控制点距所述目标控制点更近；确定特定控制点，所述特定控制点位于第一控制点和第二控制点之间；根据起始控制点、第一控制点、特定控制点、第二控制点、目标控制点规划优化路径。本实施例中，，可知的是，从起始控制点到目标控制点中的路径是多样化的，选择曲线路径作为从起始控制点到目标控制点的路径可以有效避免采用直线路径所需要的设备原地旋转等过程，这些过程耗时较长，会导致从起始控制点到目标控制点的效率较低；而曲线路径也可以采用多种方式胜场，比如使用插值的方式生成多项式插值，样条曲线插值等，但是为了使曲线路径更容易计算，避免龙格现象，低阶即可实现，因此优选采用样条曲线，为了使多项式次数独立于控制点数目，局部控制曲线路径，采用了B样条曲线进行路径规划。B样条曲线规划生成的路径点一般包括四个控制点，起始控制点即当前位置，目标控制点即目标位置，在当前位置和目标位置中间设置两个控制点，分别为第一控制点和第二控制点，则可以在设备行进过程中给出控制点的坐标从而实现设备从起始控制点沿生成路径行走最终能够到达目标控制点，即目标位置；在此过程中，存在一条靠近起始控制点、第一控制点、第二控制点和目标控制点的曲线，这条曲线即原始路径。采用本实施例所述方法进行路径规划的设备为AGV叉车，或无人驾驶叉车，可理解的是，其他可行走设备如需进行路径规划也可以采用本实施例所述方法。AGV叉车的方向可以根据实际情况进行定义，一般情况下，可进行如下定义：与AGV叉车的货叉平行且从货叉指向车头的方向为AGV叉车的朝向，AGV叉车的朝向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于B样条曲线的路径规划方法，其特征在于，包括：/n获取起始控制点、目标控制点、第一控制点、第二控制点及原始路径，所述第二控制点相较于第一控制点距所述目标控制点更近；/n确定特定控制点，所述特定控制点位于第一控制点和第二控制点之间；/n根据起始控制点、第一控制点、特定控制点、第二控制点、目标控制点规划优化路径。/n

【技术特征摘要】
1.基于B样条曲线的路径规划方法，其特征在于，包括：
获取起始控制点、目标控制点、第一控制点、第二控制点及原始路径，所述第二控制点相较于第一控制点距所述目标控制点更近；
确定特定控制点，所述特定控制点位于第一控制点和第二控制点之间；
根据起始控制点、第一控制点、特定控制点、第二控制点、目标控制点规划优化路径。


2.如权利要求1所述的基于B样条曲线的路径规划方法，其特征在于，所述特定控制点位于过所述第二控制点和所述目标控制点的直线上。


3.如权利要求2所述的基于B样条曲线的路径规划方法，其特征在于，所述确定特定控制点还包括：
计算第一比率，所述第一比率为所述起始控制点与所述第一控制点之间的距离和所述起始控制点与所述目标控制点之间的距离之间的比值，
计算第二比率，所述第二比率为所述特定控制点与所述目标控制点之间的距离和所述起始控制点与所述目标控制点之间的距离之间的比值，
所述第一比率与所述第二比率之和小于1时的若干点即为特定控制点。


4.如权利要求3所述的基于B样条曲线的路径规划方法，其特征在于，所述第一比率大于10%且小于40%，和/或，所述第二比率大于10%且小于40%。


5.如权利要求4所述的基于B样条曲线的路径规划方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨小天，
申请(专利权)人：智久厦门机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35