本申请实施例提供路径规划的方法、装置以及智能输送系统，所述方法包括：从待扩展节点开始，以螺旋线形式向外扩展获取至少一个扩展节点；从备选扩展节点集合中选择新的待扩展节点，重复上述过程直至搜索到目的节点，其中，所述备选扩展节点集合包括所述至少一个扩展节点；根据所有的待扩展节点和所述目的节点得到规划路径。本申请的实施例通过螺旋线形式向外扩展获取扩展节点，与相关技术的九宫格全方位确定扩展节点或者采用圆弧向外确定扩展节点的方式相比，本申请实施例得到的规划路径的曲率不存在突变更易被小车执行，提升了规划路径的实现效果。的实现效果。的实现效果。
【技术实现步骤摘要】
路径规划的方法、装置以及智能输送系统
[0001]本申请涉及路径规划领域，具体而言本申请实施例涉及路径规划的方法、装置以及智能输送系统。
技术介绍
[0002]移动设备属于可自主移动的装置，例如，移动设备包括在仓库等场所工作的自动引导小车，也包括在公园或者其他场所行驶的无人驾驶车。
[0003]移动设备的路径规划既包括由移动设备根据其自身感知的局部地图信息，规划出的局部规划路径，也包括由控制端或者上位机根据预先获取的全局地图信息为被控制的移动设备规划出一条从起始点到目的点的全局规划路径。
[0004]相关技术的路径规划方法包括启发式路径规划方法(例如，A*算法、混合A*)和非启发式路径规划方法(例如，RRT算法)。由于相关技术的路径规划方法获得的规划路径的平滑性较差导致规划得到路径并不利于移动设备执行，此外相关技术的路径规划方法还存在路径规划速度慢，从而降低了路径规划效果。
[0005]因此如何改善路径规划的效果成了亟待解决的技术问题。
技术实现思路
[0006]本申请实施例的目的在于提供路径规划的方法、装置以及智能输送系统，采用本申请的路径规划方法中的螺旋线向外扩展获取扩展节点的方案可提升规划得到路径的平滑性。
[0007]第一方面，本申请的一些实施例提供一种路径规划的方法，所述方法包括：从待扩展节点开始，以螺旋线形式向外扩展获取至少一个扩展节点；从备选扩展节点集合中选择一个或多个扩展节点作为新的待扩展节点，重复上述过程直至搜索到目的节点，其中，所述备选扩展节点集合包括所述至少一个扩展节点；根据所有的待扩展节点和所述目的节点得到规划路径。
[0008]本申请的实施例通过螺旋线形式向外扩展获取扩展节点，与相关技术的九宫格全方位确定扩展节点或者采用圆弧向外确定扩展节点的方式相比，本申请实施例得到的规划路径的曲率不存在突变更易被小车执行，提升了规划路径的实现效果。
[0009]在一些实施例中，所述从备选扩展节点集合中选择新的待扩展节点，包括：确定所述备选扩展节点集合中各扩展节点的代价值，其中，所述代价值用于表征从所述扩展节点到达所述目的节点的代价；将与最小代价值对应的扩展节点作为所述新的待扩展节点。
[0010]本申请的实施例以代价函数来控制搜索方向，相对于RRT的随机扩展更有方向性，成功率更高，鲁棒性更强。
[0011]在一些实施例中，所述从待扩展节点开始，以螺旋线形式向外扩展获取至少一个扩展节点，包括：从所述待扩展节点开始，根据不同曲率值对应的螺旋线向外扩展获取多个扩展节点。
[0012]本申请的一些实施例通过不同曲率的螺旋线向外扩展获取多个扩展节点，相比于相关技术采用圆弧向外扩展节点的方式相比，本申请的螺旋线的曲率更加连续，曲线更加平滑，因此规划的路径更利于移动设备执行。
[0013]在一些实施例中，所述方法还包括：确定曲率变化范围；在所述曲率变化范围进行采样，获取所述不同曲率值。
[0014]本申请的实施例可以通过移动设备的特征(例如电机特性)或者项目特征(例如，项目对路径平滑性的要求)，凭借经验或者标注等方式获取单位行驶路程内的曲率变化范围并最终确定曲率变化范围，因此可以保证扩展节点对应的曲率位于移动设备可接受范围内，更利于移动设备执行规划的路径。
[0015]在一些实施例中，所述从待扩展节点开始，以螺旋线形式向外扩展获取至少一个扩展节点，包括：根据所述待扩展节点与障碍物的距离确定所述螺旋线的扩展长度；根据所述扩展长度的螺旋线向外扩展获取所述至少一个扩展节点。
[0016]本申请的实施例由于根据待扩展节点与障碍物的距离来动态确定各次向外扩展对应的扩展长度(或称为扩展步长)，相比于每次扩展长度相同的相关技术本申请一些实施例采用了跳点法，能快速跳过大片的空旷区域，因此搜索速度得到了大幅提高。
[0017]在一些实施例中，所述从待扩展节点开始，以螺旋线形式向外扩展获取至少一个扩展节点，包括：根据所述待扩展节点与障碍物之间的距离确定所述螺旋线的扩展长度，其中，所述扩展长度与所述距离成正比；根据所述待扩展节点的曲率和所述扩展长度确定曲率变化范围，其中，所述扩展长度越大则确定的所述曲率变化范围越大；对所述曲率变化范围进行采样，获取多个不同的曲率值；确定所述多个不同的曲率值中各曲率值对应的所述扩展长度的螺旋线的终点，得到多个扩展节点。
[0018]本申请的一些实施例在待扩展节点向外扩展时均需要考虑当前节点与障碍物的距离确定扩展步长，并根据扩展长度s确定本次向外扩展时的曲率变化范围，且本次向外扩展对应的扩展长度越大则确定的曲率变化范围越大。可以理解的是，采用这些实施例既节约了路径规划时间也保证了选取的扩展节点的质量。本申请根据障碍物情况确定扩展长度可以在路径规划时跨越更大范围的空旷区减少路径规划的数据处理量，本申请根据扩展长度调整扩展曲率的变化范围，还可以在向外扩展跨越更大范围时提升数据处理速度。
[0019]在一些实施例中，所述曲率变化范围的计算公式为：
[0020]kappa_min＝k_curr+s*dk_min
[0021]kappa_max＝k_curr+s*dk_max
[0022]其中，kappa_min表征向外扩展本次选择的所述待扩展节点得到的候选扩展节点的最小曲率值，kappa_max表征所述候选扩展节点的最大曲率值，k_curr为所述本次选择的待扩展节点的曲率值，dk_min表征单位行程内曲率最小变化值，dk_max表征所述单位路程内曲率最大变化值，s表征所述扩展长度。
[0023]本申请的一些实施例提供一种根据待扩展节点的曲率、单位行程内的曲率变化范围和扩展长度来确定曲率变化范围的计算公式，既保证了曲率变化范围在移动设备可接受的方位内，也在扩展长度增加时相应扩展曲率变化范围，以提升数据处理的速度。
[0024]在一些实施例中，所述对所述曲率变化范围进行采样，获取多个不同的曲率值包括：对所述曲率变化范围均匀采样得到所述多个不同的曲率值。
[0025]本申请的实施例采用均匀采样的方式从曲率范围内获得与扩展节点对应的各曲率值，这既保证了扩展节点的曲率值在可接受的范围内，又保证了扩展节点的曲率均匀覆盖该范围。
[0026]在一些实施例中，所述确定所述多个不同的曲率值中各曲率值对应的所述扩展长度的螺旋线的终点，得到多个扩展节点，包括：以折线逼近螺旋线的迭代方式确定所述各曲率值对应的螺旋线终点，得到所述多个扩展节点。
[0027]由于螺旋线模型中包含的积分结果不是初等函数，因此本申请的实施例采取离散累加的方式，以折线逼近螺旋线方式确定螺旋线的终点，减少了计算量，并使得螺旋线的模型得以实现。
[0028]在一些实施例中，第一扩展节点的代价值与所述第一扩展节点相对于所述待扩展节点的曲率变化的绝对值相关，其中，所述第一扩展节点为所述备选扩展节点集合中的任意一个扩展节点。
[0029]与现有的启发式路径规划算法的代价函数并未考虑曲率变化本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种路径规划的方法，其特征在于，所述方法包括：从待扩展节点开始，以螺旋线形式向外扩展获取至少一个扩展节点；从备选扩展节点集合中选择一个或多个扩展节点作为新的待扩展节点，重复上述过程直至搜索到目的节点，其中，所述备选扩展节点集合包括所述至少一个扩展节点；根据所有的待扩展节点和所述目的节点得到规划路径。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从备选扩展节点集合中选择新的待扩展节点，包括：确定所述备选扩展节点集合中各扩展节点的代价值；将与最小代价值对应的扩展节点作为所述新的待扩展节点。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述从待扩展节点开始，以螺旋线形式向外扩展获取至少一个扩展节点，包括：从所述待扩展节点开始，根据不同曲率值对应的螺旋线向外扩展获取多个扩展节点。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：确定曲率变化范围；在所述曲率变化范围进行采样，获取所述不同曲率值。5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述从待扩展节点开始，以螺旋线形式向外扩展获取至少一个扩展节点，包括：根据所述待扩展节点与障碍物之间的距离确定所述螺旋线的扩展长度；根据所述扩展长度的螺旋线向外扩展获取所述至少一个扩展节点。6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述从待扩展节点开始，以螺旋线形式向外扩展获取至少一个扩展节点，包括：根据所述待扩展节点与障碍物之间的距离确定所述螺旋线的扩展长度，其中，所述扩展长度与所述距离成正比；根据所述待扩展节点的曲率和所述扩展长度确定曲率变化范围，其中，所述扩展长度越大则确定的所述曲率变化范围越大；对所述曲率变化范围进行采样，获取多个不同的曲率值；确定所述多个不同的曲率值中各曲率值对应的所述扩展长度的螺旋线的终点，得到多个扩展节点。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述曲率变化范围的计算公式为：kappa_min＝k_curr+s*dk_minkappa_max＝k_curr+s*dk_max其中，kappa_min表征向外扩展本次选择的待扩展节点得到的候选扩展节点的最小曲率值，kappa_max所述候选扩展节点的最大曲率值，k_curr为所述本次选择的待扩展节点的曲率值，dk_min表征单位行程内曲率最小变化值，dk_max表征单位路程内曲率最大变化值，s表征所述扩展长度。8.如权利要求6至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述确定所述多个不同的曲率值中各曲率值对应的所述扩展长度的螺旋线的终点，得到多个扩展节点，包括：以折线逼近螺旋线的迭代方式确定所述各曲率值对应的螺旋线终点，得到所述多...
【专利技术属性】
技术研发人员：关傲，
申请(专利权)人：北京旷视机器人技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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