自主避障导航方法及其系统和设备技术方案

一种自主避障导航方法及其系统和设备。该自主避障导航方法包括步骤：根据获取的全局路径数据和移动平台的位姿数据，规划出至少一组备选路径；根据获取的障碍物信息，对所有的备选路径进行评分；根据划分的至少二行驶区域，基于各个行驶区域内备选路径的评分确定各个行驶区域的安全等级，以将安全等级最高的行驶区域内评分最高的备选路径作为最佳备选路径；以及响应于更新条件被触发，基于该最佳备选路径更新最佳局部路径以作为当前最佳局部路径，使得该移动平台按照该当前最佳局部路径进行运动。

【技术实现步骤摘要】
自主避障导航方法及其系统和设备
本专利技术涉及导航
，更具体地涉及自主避障导航方法及其系统和设备。
技术介绍
目前，随着人工智能技术的发展，越来越多的公司及高校团队专注于智能移动平台的研究。自主移动平台通常是指搭载了诸多传感器的车辆，可以实现自主导航和避障，再通过所搭载的任务模块完成相应的工作，如油田巡检车等等。路径规划方法作为该自主移动平台实现自主导航的核心技术，也受到越来越多的研发团队的关注。对于诸如在园区内沿固定道路行驶的移动平台，传统的机器人避障导航方法因需要实时地搜寻复杂空间而缺乏效率，并且通过该传统的机器人避障导航算法规划的路径一般不符合正常的车辆驾驶行为。而近期兴起的无人驾驶技术虽然考虑了无人车辆在结构化道路的行驶问题，但往往计算较为复杂，硬件成本较高。例如，现有的一种适用于无人驾驶汽车的路径规划方法的步骤如下：首先，根据车辆的位置，沿着全局路径在一定距离处进行撒点，生成一组备选路径；其次，根据激光雷达或相机等传感器采集的数据，生成障碍物信息，其中该障碍物信息可以用包络框或障碍物栅格地图(如cosmap)等来表示；之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.自主避障导航方法，其特征在于，包括步骤：/n根据获取的全局路径数据和移动平台的位姿数据，规划出至少一组备选路径；/n根据获取的障碍物信息，对所有的备选路径进行评分；/n根据划分的至少二行驶区域，基于各个行驶区域内备选路径的评分确定各个行驶区域的安全等级，以将安全等级最高的行驶区域内评分最高的备选路径作为最佳备选路径；以及/n响应于更新条件被触发，基于该最佳备选路径更新最佳局部路径以作为当前最佳局部路径，使得该移动平台按照该当前最佳局部路径进行运动。/n

【技术特征摘要】
1.自主避障导航方法，其特征在于，包括步骤：
根据获取的全局路径数据和移动平台的位姿数据，规划出至少一组备选路径；
根据获取的障碍物信息，对所有的备选路径进行评分；
根据划分的至少二行驶区域，基于各个行驶区域内备选路径的评分确定各个行驶区域的安全等级，以将安全等级最高的行驶区域内评分最高的备选路径作为最佳备选路径；以及
响应于更新条件被触发，基于该最佳备选路径更新最佳局部路径以作为当前最佳局部路径，使得该移动平台按照该当前最佳局部路径进行运动。


2.如权利要求1所述的自主避障导航方法，其中，所述根据划分的至少二行驶区域，基于各个行驶区域内备选路径的评分确定各个行驶区域的安全等级，以将安全等级最高的行驶区域内评分最高的备选路径作为最佳备选路径的步骤，包括步骤：
根据该移动平台在上一最佳局部路径中的当前位置，将可通行区域划分成不同的行驶区域；
根据区域安全等级模型，分别计算各个行驶区域的安全等级，以确定安全等级最高的行驶区域作为最佳行驶区域；以及
从该最佳行驶区域内选取评分最高的备选路径，以作为该最佳备选路径。


3.如权利要求2所述的自主避障导航方法，其中，在所述根据该移动平台在上一最佳局部路径中的当前位置，将可通行区域划分成不同的行驶区域的步骤中：
该可通行区域被划分成第一行驶区域、第二行驶区域以及第三行驶区域，其中该第一行驶区域位于该第二行驶区域和该第三行驶区域之间，并且该第一行驶区域内的路径包括与全局路径部分地重合的备选路径。


4.如权利要求3所述的自主避障导航方法，其中，当该移动平台与该全局路径之间的距离不大于一预设距离阈值时，该第一行驶区域的左右边界与该全局路径之间的距离等于该预定距离阈值，其中当该移动平台与该全局路径之间的距离大于该预设距离阈值时，该第一行驶区域的左右边界中的一个与该全局路径之间的距离等于该预设距离阈值，并且该第一行驶区域的左右边界中的另一个与该全局路径重合。


5.如权利要求4所述的自主避障导航方法，其中，该移动平台与该第二行驶区域之间的最小距离小于该移动平台与该第三行驶区域之间的最小距离。


6.如权利要求5所述的自主避障导航方法，其中，该区域安全等级模型被实施为：



其中，Area_safe为每个行驶区域的安全等级；prob_max为每个行驶区域内所含的备选路径的最高评分；t0为等级跳变阈值；imax为每个行驶区域内评分最高的备选路径的序号；center_index为与全局路径部分地重合的备选路径的序号。


7.如权利要求6所述的自主避障导航方法，其中，当该行驶区域的安全等级从大到小时，该等级跳变阈值取值为正值；当该行驶区域的安全等级从小到大时，该等级跳变阈值取值为负值。


8.如权利要求7所述的自主避障导航方法，其中，当不同的行驶区域的安全等级相同时，选择区域序号更低的行驶区域作为该最佳行驶区域。


9.如权利要求1至8中任一项所述的自主避障导航方法，其中，所述根据获取的障碍物信息，对所有的备选路径进行评分的步骤，包括步骤：
确定备选路径的评分项，其中该备选路径的评分项包括避障系数和中心系数；
根据每条备选路径和所有障碍物之间的最小距离，确定每条备选路径的避障系数；
根据每条备选路径的路径序号和与全局路径部分地重合的备选路径的路径序号，确定每条备选路径的中心系数；以及
通过路径评分模型，对每条备选路径进行评分，以获得每条备选路径的评分。


10.如权利要求9所述的自主避障导航方法，其中，该路径评分模型被实施为：Score(i)＝Pobstacle(i)×Pcenter(i)，其中i为备选路径的路径序号；Score(i)为第i条备选路径的评分；Pobstacle(i)为第i条备选路径的避障系数；Pcenter(i)为第i条备选路径的中心系数。


11.如权利要求9所述的自主避障导航方法，其中，所述根据获取的障碍物信息，对所有的备选路径进行评分的步骤，进一步包括步骤：
根据每条备选路径的长度，确定每条备选路径的长度系数，其中该路径评分模型被实施为Score(i)＝Pobstacle(i)×Pcenter(i)×Plength(i)，其中i为备选路径的路径序号；Score(i)为第i条备选路径的评分；Pobstacle(i)为第i条备选路径的避障系数；Pcenter(i)为第i条备选路径的中心系数；Plength(i)为第i条备选路径的长度系数。


12.如权利要求1至8中任一项所述的自主避障导航方法，其中，所述响应于更新条件被触发，基于该最佳备选路径更新最佳局部路径以作为当前最佳局部路径，使得该移动平台按照该当前最佳局部路径进行运动的步骤，包括步骤：
确定该移动平台的状态，其中该移动平台的状态包括初始化状态、正常行驶状态、暂停状态、到达终点状态以及异常状态；和
当收到该至少一组备选路径时，判断该更新条件是否被触发，以触发该更新条件时将该最佳备选路径作为该当前最佳局部路径。


13.如权利要求12所述的自主避障导航方法，其中，所述当收到该至少一组备选路径时，判断该更新条件是否被触发，以触发该更新条件时将该最佳备选路径作为该当前最佳局部路径的步骤，包括步骤：
当收到该至少一组备选路径时，判断该移动平台是否到达全局路径的终点；
响应于该移动平台已到达终点，切换该移动平台的状态为该到达终点状态；
响应于该移动平台未到达终点，判断是否存在该最佳备选路径；
响应于该最佳备选路径不存在，切换该移动平台的状态为该暂停状态；
响应于该最佳备选路径存在，触发更新以将该最佳备选路径作为该当前最佳局部路径；以及
响应于该移动平台处于该异常状态，检测该至少一组备选路径的有效性。


14.如权利要求12所述的自主避障导航方法，其中，所述响应于更新条件被触发，基于该最佳备选路径更新最佳局部路径以作为当前最佳局部路径，使得该移动平台按照该当前最佳局部路径进行运动的步骤，进一步包括步骤：
当收到该移动平台的定位信息时，判断该更新条件是否被触发，以在触发该更新条件时将该最佳备选路径作为该当前最佳局部路径；
当收到该障碍物信息时，判断该更新条件是否被触发，以在触发该更新条件时...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘富春，李超，
申请(专利权)人：舜宇光学浙江研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33