概率导航系统及方法技术方案

提供了概率导航的系统和方法。示例性的概率导航方法可以包括：获取包括与概率模型相关联的一个或多个第一物体的环境的地图；获取一个或以上的全局特征和局部特征以更新概率模型，其中全局特征适用于所有第一物体，局部特征适用于部分第一物体；根据更新的概率模型，至少基于最小化沿导航中与所述第一物体的总碰撞概率，确定第二物体通过至少部分所述环境的导航。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】概率导航系统及方法相关申请本申请要求2018年2月1日提交的，申请号为No.15/886,196，题为“概率导航系统及方法”的美国非临时申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
本专利技术通常与概率导航方法和设备有关。
技术介绍
具有动态和静态障碍物的导航是一个问题，其需要借助感知驱动反馈回路进行精确决策。当前的解决方案是识别一个物体，在物体周围创建一个刚性边界“无接触区域”，规划避开该物体的导航路径。这种方法(刚性无接触区域方法)不能使用权衡，其为在其他指标上获得更高的回报牺牲了一个决策。另外，当存在潜在危险时该方法缺乏鲁棒性。例如，在大风天，树被视为刚性物体可能会不准确，因为这棵树倒下并与其他物体碰撞的可能性增加了。因此，现有技术不足以满足日益增长的对安全和精确导航的需求。
技术实现思路
本申请各种实施例可以包括概率导航系统、方法和非暂时性计算机可读介质。根据一个方面，概率导航的方法可以包括：获取包括与概率模型相关联的一个或多个第一物体的环境的地图，获取一个或以上全局特征和局部特征以更新概率模型，其中全局特征适用于所有第一物体，局部特征适用于部分第一物体；以及，根据更新的概率模型，至少基于最小化沿导航中与所述第一物体的总碰撞概率，确定第二物体通过至少部分所述环境的导航。在一些实施例中，该方法可以进一步包括，根据确定的导航，控制第二物体移动，其中导航包括路线、移动速度或移动方向中的至少一种。在一些实施例中，第二物体是交通工具(例如，(自动的)汽车、船、无人机等)。第一物体包括静态第一物体和动态第一物体。静态第一物体相对地面静止。动态第一物体相对地面是可移动的。概率模型至少描述了与对应的第一物体碰撞的概率场，碰撞的概率场从与对应的第一物体的物理边界处衰减。在一些实施例中，全局特征包括：天气、全局交通情况、季节、时间或环境的地理位置中的至少一种。局部特征包括：局部事件、局部交通情况、局部道路情况或沿导航的一个或以上第一物体中的至少一种。在一些实施例中，获得局部特征包括使用至少在第二物体或沿导航的路径设置的一个或以上传感器，监视和动态更新局部特征。在一些实施例中，沿导航的与第一物体的总碰撞概率包括沿导航的与第一物体发生碰撞的概率的总和。在一些实施例中，根据更新的概率模型，至少基于最小化沿导航中与所述第一物体的总碰撞概率，确定第二物体通过至少部分所述环境的导航，包括：至少通过以下条件确定通过至少部分环境的第二物体的导航：(1)根据更新后的概率模型，最小化导航中与第一物体的总碰撞概率，以及(2)满足以下约束中的至少一个：最小化出行时间、最小化出行距离、最小化出行成本、限制能源消耗、或满足用户需求。另一方面，概率导航的方法可以包括：获得包括与概率模型相关联的一个或以上第一物体的环境的地图，其中概率模型至少描述了与相应第一物体碰撞的概率场；根据概率模型，至少基于最小化沿导航中与所述第一物体的总碰撞概率，确定第二物体通过至少部分所述环境的导航。在一些实施例中，该方法可以进一步包括：根据确定的导航控制第二物体移动，其中导航包括路线、移动速度、或移动方向中的至少一种。根据另一方面，概率导航系统可以包括一个处理器和一个非暂时性计算机可读存储介质，非暂时性计算机可读存储介质用于存储指令，所述指令由处理器执行时使该系统执行概率导航方法。该方法可以包括：获取包括与概率模型相关联的一个或多个第一物体的环境的地图；获取一个或以上全局特征和局部特征以更新概率模型，其中全局特征适用于所有第一物体，局部特征适用于部分所第一物体；根据更新的概率模型，至少基于最小化沿导航中与所述第一物体的总碰撞概率，确定第二物体通过至少部分所述环境的导航。根据另一方面，概率导航系统可以包括处理器和存储指令的非暂时性计算机可读存储介质，指令在由处理器执行时使系统执行概率导航方法。该方法可以包括：获取包括与概率模型相关联的一个或多个第一物体的环境的地图，其中概率模型至少描述与对应的所述第一物体碰撞的概率场；根据所述概率模型，至少基于最小化沿导航中与所述第一物体的总碰撞概率，确定第二物体通过至少部分所述环境的导航。通过参考附图来考虑以下描述和所附权利要求，本文披露的系统、方法和非暂时性计算机可读介质的这些和其他特征，以及结构的相关元件的操作和功能以及部件的组合和制造经济的功能将更加显而易见。本专利技术的所有附图均构成说明书的一部分，其中相同的附图标记表示各个附图中的相应部分。然而，应清楚地理解，附图仅用于说明和描述的目的，并不旨在作为本专利技术的限制的定义。附图说明本技术的各种实施例的某些特征在所附权利要求中具体阐述。通过参考以下具体实施方式及其附图，将更好地理解本技术的特征和优点，其中具体实施方式详尽介绍了利用本专利技术原理的说明性实施例，所述附图包括：图1A-1C示出了根据各种实施例的示例性的第一物体的概率模型；图2A示出了根据各种实施例的示例性的概率导航；图2B示出了根据各种实施例的另一示例性的概率导航；图3示出了根据各种实施例的用于概率导航的示例性环境；图4A示出了根据各种实施例的示例性概率导航方法的流程图；图4B示出了根据各种实施例的另一示例性的概率导航方法的流程图；图5示出了示例性的可以实现本文描述的任何实施例的计算机系统的框图。具体实施方式现在将详细参考示例性实施例，其示例在附图中示出。以下描述参考附图，其中除非另外表示，否则不同附图中的相同数字表示相同或相似的元素。在以下与本专利技术一致的示例性实施例描述中阐述的实现并不代表与本专利技术一致的所有实现。相反，它们仅是与本专利技术有关的一方面的系统和方法的示例。当前用于交通工具导航的技术通常将环境物体视为固定物体，而不考虑其动态性。为了至少减轻这些缺点，公开了一种用于概率导航的方法和系统，其可以应用在交通工具上。概率导航可以通过路径规划、速度控制和/或方向控制实现。也就是说，基于所公开的方法，可以控制交通工具在确定的路径、速度和/或方向上移动。在一些实施例中，概率导航可以通过最小化碰撞概率得到。所公开的系统可以包括，获取包括与概率模型相关联的一个或以上第一物体(例如，树、行人、车辆、建筑工地)的环境(例如，大城市区域)的地图，获取一个或以上全局特征和局部特征来更新概率模型，并根据更新的概率模型，至少基于最小化沿导航中与所述第一物体的总碰撞概率，确定第二物体(例如，交通工具)通过至少部分所述环境的导航。每个第一物体的概率模型可以捕获物体的动态并预测第二物体与第一物体碰撞的概率。概率模型可以由与第一物体的位置相关联地分布在环境中的概率场表示。通过实时更新概率模型和/或经受各种约束(例如，最大允许行驶时间、剩余燃料量)，所公开的系统可以确定第二物体的最佳导航。根据导航，第二物体可能以确定的路径确定的速度和/或确定的方向行驶。图1A-1C示出了与本申请的示例性实施例一致的示例性概率模型中的第一物体的图形表示。这些图可以示出俯视图。在一些实施例中，第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种概率导航方法，包括：/n获取包括与概率模型相关联的一个或多个第一物体的环境的地图；/n获取一个或以上全局特征和局部特征以更新所述概率模型，其中所述全局特征适用于所有所述第一物体，所述局部特征适用于部分所述第一物体；以及/n根据更新的概率模型，至少基于最小化沿导航中与所述第一物体的总碰撞概率，确定第二物体通过至少部分所述环境的导航。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180201 US 15/886,1961.一种概率导航方法，包括：
获取包括与概率模型相关联的一个或多个第一物体的环境的地图；
获取一个或以上全局特征和局部特征以更新所述概率模型，其中所述全局特征适用于所有所述第一物体，所述局部特征适用于部分所述第一物体；以及
根据更新的概率模型，至少基于最小化沿导航中与所述第一物体的总碰撞概率，确定第二物体通过至少部分所述环境的导航。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述第二物体是交通工具；
所述第一物体包括静态第一物体和动态第一物体；
所述静态第一物体相对地面静止；
所述动态第一物体相对地面是可移动的；以及
所述概率模型至少描述了与对应的所述第一物体碰撞的概率场，所述碰撞的概率场从与对应的第一物体的物理边界处衰减。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述全局特征包括天气、全局交通情况、季节、时间、或所述环境的地理位置中的至少一种；以及
所述局部特征包括局部事件、局部交通情况、局部道路情况、或沿所述导航的一个或以上第一物体中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述局部特征包括：使用至少在所述第二物体上或沿导航路径配置的一个或以上传感器监视和动态更新所述局部特征。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，沿导航的与所述第一物体的所述总碰撞概率包括沿所述导航与所述第一物体发生碰撞的概率的总和。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据更新的概率模型，至少基于最小化沿导航中与所述第一物体的总碰撞概率，确定第二物体通过至少部分所述环境的导航，包括：
至少通过以下条件确定第二物体通过至少部分所述环境的导航：
(1)根据更新后的概率模型，最小化沿导航中与所述第一物体的总碰撞概率，以及
(2)满足以下约束中的至少一个：最小化出行时间、最小化出行距离、最小化出行成本、限制能源消耗、或满足用户需求。


7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：根据确定的所述导航控制所述第二物体移动，其中所述导航包括路线、移动速度、或移动方向中的至少一种。


8.一种概率导航方法，包括：
获取包括与概率模型相关联的一个或多个第一物体的环境的地图，其中所述概率模型至少描述了与对应的所述第一物体碰撞的概率场；以及
根据所述概率模型，至少基于最小化沿导航中与所述第一物体的总碰撞概率，确定第二物体通过至少部分所述环境的导航。


9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
所述第二物体是交通工具；
所述第一物体包括静态第一物体和动态第一物体；
所述静态第一物体相对地面静止；
所述动态第一物体相对地面是可移动的；以及
所述碰撞的概率场从对应的第一物体的物理边界处衰减。


10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：
根据确定的所述导航控制所述第二物体移动，其中所述导航包括路线、移动速度、或移动方向中的至少一种。


11.一种概率导航系统，包括：
处理器；以及
非暂时性计算机可读存储介质，用于存储指令，当所述处...

【专利技术属性】
技术研发人员：扎法尔·塔吉罗夫，
申请(专利权)人：北京航迹科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11