清扫路径规划方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种清扫路径规划方法及装置，方法包括：对待清扫区域进行处理，得到待清扫区域的中心骨架线；以中心骨架线为基线，以车辆的技术参数为平移距离，分别向上和向下平移，得到第一折线集和第二折线集；对第一折线集的边缘和第二折线集的边缘分别进行处理，得到待清扫区域第一侧的第一曲线集和待清扫区域第二侧的第二曲线集；对第一折线集、第二折线集、第一曲线集和第二曲线集进行拼接，得到覆盖待清扫区域的原始规划路径；对原始规划路径中的折线位置进行平滑处理，得到覆盖待清扫区域的目标规划路径。由此，保证了路径规划满足车辆运动学约束，从而保证了生成的规划路径的有效性与合理性。

【技术实现步骤摘要】
清扫路径规划方法及装置
本专利技术涉及数据处理领域，尤其涉及一种清扫路径规划方法及装置。
技术介绍
近年来，随着人工智能技术的飞速发展，自动驾驶技术已经越来越多地进入到人们的视野中。尤其在一些特定区域下，用于物流、清扫等的无人驾驶车辆正逐渐地改变这人们的生活。对于无人清扫车而言，如何在一个特定区域内，尽可能多地清扫该片区域显得尤为重要。因此，如何设计出一条满足车辆的运动约束，同时能尽量遍历整个区域的全覆盖路径具有非常重要的意义。目前使用最广的全覆盖路径规划方法是基于栅格的规划方式，主要应用在小型的扫地机器人上面。基于栅格的全覆盖路径规划方法主要是采用栅格地图实现的，这种方法一般包括两个部分：环境建模与路径生成。首先是环境建模，即对给定的清扫区域进行栅格化处理，建立起整个区域的栅格地图；然后根据栅格之间的连通性进行路径的搜索和规划，使路线能够遍历所有栅格。基于栅格的全覆盖路径规划算法在建立栅格的过程中需要大量的计算资源和运算空间，在待清扫区域面积比较大的情况(比如园区或者广场)下，栅格地图的面积也会随之增大，带来的运算效率也会显著下降。现有的全覆盖路径规划算法大多适用于家用扫地机器人，生成的覆盖路径允许存在折线、掉头等路线，没有转弯半径的限制，不符合真实车辆运动学的约束，无法满足室外的无人清扫车的路径行驶需求。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种清扫路径规划方法及装置，以解决现有技术中的路径规划运算效率下降且无法满足室外的路径行驶需求的问题。>为解决上述问题，第一方面，本专利技术提供了一种清扫路径规划方法，所述方法包括：对待清扫区域进行处理，得到所述待清扫区域的中心骨架线；以所述中心骨架线为基线，以车辆的技术参数为平移距离，分别向上和向下平移，得到第一折线集和第二折线集；对所述第一折线集的边缘和所述第二折线集的边缘分别进行处理，得到待清扫区域第一侧的第一曲线集和待清扫区域第二侧的第二曲线集；对所述第一折线集、所述第二折线集、所述第一曲线集和所述第二曲线集进行拼接，得到覆盖所述待清扫区域的原始规划路径；对所述原始规划路径中的折线位置进行平滑处理，得到覆盖所述待清扫区域的目标规划路径。在一种可能的实现方式中，所述对待清扫区域进行处理，得到所述待清扫区域的中心骨架线具体包括：通过Delaunay三角剖分算法，将待清扫区域拆分为多个三角形；根据各个三角形的邻接关系，将邻接三角形的跨接边的中点顺序相连，得到中心骨架线。在一种可能的实现方式中，，所述车辆的技术参数包括车辆宽度，所述以所述中心骨架线为基线，以车辆的技术参数为平移距离，分别向上和向下平移，得到第一折线集和第二折线集，具体包括：以所述中心骨架线为基线，以车辆的宽度为平移距离，分别向上和向下平移，直至平移至待清扫区域的上下两侧的边缘为止，其中，向上平移得到的多条折线构成第一折线集，向下平移得到的多条折线构成第二折线集。在一种可能的实现方式中，，所述对所述第一折线集的边缘和所述第二折线集的边缘分别进行处理，得到待清扫区域第一侧的第一曲线集和待清扫区域第二侧的第二曲线集，具体包括：对所述第一折线集中的折线按照距离中心骨架线的距离由远及近依次标记序号；对所述第二折线集中的折线按照距离中心骨架线的距离由近及远依次标记序号；在待清扫区域的第一侧，将所述第二折线集中的序号为i的折线和所述第一折线集中的序号为i+1的折线进行拼接处理，得到第一曲线集；i为折线的序号；所述第一曲线集包括多条第一Dubins曲线；在待清扫区域的第二侧，将所述第二折线集中的序号为i的折线和所述第一折线集中的序号为i的折线进行拼接处理，得到第二曲线集；所述第二曲线集包括多条第二Dubins曲线。第二方面，本专利技术提供了一种清扫路径规划装置，所述装置包括：处理单元，所述处理单元用于对待清扫区域进行处理，得到所述待清扫区域的中心骨架线；平移单元，所述平移单元用于以所述中心骨架线为基线，以车辆的技术参数为平移距离，分别向上和向下平移，得到第一折线集和第二折线集；所述处理单元还用于，对所述第一折线集的边缘和所述第二折线集的边缘分别进行处理，得到待清扫区域第一侧的第一曲线集和待清扫区域第二侧的第二曲线集；拼接单元，所述拼接单元用于对所述第一折线集、所述第二折线集、所述第一曲线集和所述第二曲线集进行拼接，得到覆盖所述待清扫区域的原始规划路径；所述处理单元还用于，对所述原始规划路径中的折线位置进行平滑处理，得到覆盖所述待清扫区域的目标规划路径。在一种可能的实现方式中，所述处理单元具体用于：通过Delaunay三角剖分算法，将待清扫区域拆分为多个三角形；根据各个三角形的邻接关系，将邻接三角形的跨接边的中点顺序相连，得到中心骨架线。在一种可能的实现方式中，所述平移单元具体用于：以所述中心骨架线为基线，以车辆的宽度为平移距离，分别向上和向下平移，直至平移至待清扫区域的上下两侧的边缘为止，其中，向上平移得到的多条折线构成第一折线集，向下平移得到的多条折线构成第二折线集。在一种可能的实现方式中，所述处理单元具体用于：对所述第一折线集中的折线按照距离中心骨架线的距离由远及近依次标记序号；对所述第二折线集中的折线按照距离中心骨架线的距离由近及远依次标记序号；在待清扫区域的第一侧，将所述第二折线集中的序号为i的折线和所述第一折线集中的序号为i+1的折线进行拼接处理，得到第一曲线集；i为折线的序号；所述第一曲线集包括多条第一Dubins曲线；在待清扫区域的第二侧，将所述第二折线集中的序号为i的折线和所述第一折线集中的序号为i的折线进行拼接处理，得到第二曲线集；所述第二曲线集包括多条第二Dubins曲线。第三方面，本专利技术提供了一种设备，包括存储器和处理器，存储器用于存储程序，处理器用于执行第一方面任一所述的方法。第四方面，本专利技术提供了一种包含指令的计算机程序产品，当计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行如第一方面任一所述的方法。第五方面，本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如第一方面任一所述的方法。通过应用本专利技术实施例一提供的清扫路径规划方法及装置，针对待清扫区域的形状类似于管道形状的单连通区域，将待清扫区域以几何图形近似，并非采用栅格地图进行处理，大大减少了运算量，提高了路径规划效率。并且通过Dubins曲线进行边缘部分的处理，保证了路径规划满足车辆运动学约束，从而保证了生成的规划路径的有效性与合理性。附图说明图1为本专利技术实施例一提供的清扫路径规划方法流程示意图；图2为待清扫区域示意图；图3为中心骨架线示意图；图4为中心骨架线平移后的示意图；图5为对第一折线集的边缘和第二折线集的边缘进行处理的示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种清扫路径规划方法，其特征在于，所述方法包括：/n对待清扫区域进行处理，得到所述待清扫区域的中心骨架线；/n以所述中心骨架线为基线，以车辆的技术参数为平移距离，分别向上和向下平移，得到第一折线集和第二折线集；/n对所述第一折线集的边缘和所述第二折线集的边缘分别进行处理，得到待清扫区域第一侧的第一曲线集和待清扫区域第二侧的第二曲线集；/n对所述第一折线集、所述第二折线集、所述第一曲线集和所述第二曲线集进行拼接，得到覆盖所述待清扫区域的原始规划路径；/n对所述原始规划路径中的折线位置进行平滑处理，得到覆盖所述待清扫区域的目标规划路径。/n

【技术特征摘要】
1.一种清扫路径规划方法，其特征在于，所述方法包括：
对待清扫区域进行处理，得到所述待清扫区域的中心骨架线；
以所述中心骨架线为基线，以车辆的技术参数为平移距离，分别向上和向下平移，得到第一折线集和第二折线集；
对所述第一折线集的边缘和所述第二折线集的边缘分别进行处理，得到待清扫区域第一侧的第一曲线集和待清扫区域第二侧的第二曲线集；
对所述第一折线集、所述第二折线集、所述第一曲线集和所述第二曲线集进行拼接，得到覆盖所述待清扫区域的原始规划路径；
对所述原始规划路径中的折线位置进行平滑处理，得到覆盖所述待清扫区域的目标规划路径。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对待清扫区域进行处理，得到所述待清扫区域的中心骨架线具体包括：
通过Delaunay三角剖分算法，将待清扫区域拆分为多个三角形；
根据各个三角形的邻接关系，将邻接三角形的跨接边的中点顺序相连，得到中心骨架线。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车辆的技术参数包括车辆宽度，所述以所述中心骨架线为基线，以车辆的技术参数为平移距离，分别向上和向下平移，得到第一折线集和第二折线集，具体包括：
以所述中心骨架线为基线，以车辆的宽度为平移距离，分别向上和向下平移，直至平移至待清扫区域的上下两侧的边缘为止，其中，向上平移得到的多条折线构成第一折线集，向下平移得到的多条折线构成第二折线集。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第一折线集的边缘和所述第二折线集的边缘分别进行处理，得到待清扫区域第一侧的第一曲线集和待清扫区域第二侧的第二曲线集，具体包括：
对所述第一折线集中的折线按照距离中心骨架线的距离由远及近依次标记序号；
对所述第二折线集中的折线按照距离中心骨架线的距离由近及远依次标记序号；
在待清扫区域的第一侧，将所述第二折线集中的序号为i的折线和所述第一折线集中的序号为i+1的折线进行拼接处理，得到第一曲线集；i为折线的序号；所述第一曲线集包括多条第一杜宾斯Dubins曲线；
在待清扫区域的第二侧，将所述第二折线集中的序号为i的折线和所述第一折线集中的序号为i的折线进行拼接处理，得到第二曲线集；所述第二曲线集包括多条第二Dubins曲线。


5.一种清扫路径规划装置，其特征在于，所述装置包括：
处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：张富强，颜波，徐成，张放，李晓飞，张德兆，王肖，霍舒豪，
申请(专利权)人：北京智行者科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11