用于在操作环境中优化路线规划的系统和方法技术方案

本申请涉及用于在操作环境中优化路线规划的系统和方法。已经描述了优化路线规划以处置在操作环境中面临的关键场景的系统和方法。系统或平台基于与操作环境相关的输入来解析一个或多个节点。系统基于解析的节点来规划一个或多个路线以提供生成的路线规划。基于该规划，系统可以针对关键场景(例如避免碰撞或最小化拥堵、对机器人的损坏、车辆或仓库的性能等)分析一个或多个路线规划。在分析路线规划之后，系统优化一个或多个路线规划以提供优化的路线规划。优化的路线规划被分发给一个或多个自主车辆。然后，自主车辆的车队可以路由进度消息并与平台共享反馈。度消息并与平台共享反馈。度消息并与平台共享反馈。

【技术实现步骤摘要】
用于在操作环境中优化路线规划的系统和方法


[0001]本专利技术一般而言涉及路线规划，并且更具体地与优化路线规划以 处置在操作环境中面临的关键场景相关联，这些关键场景例如碰撞、 最小化拥堵、安全隐患、提高性能(例如，利用率、生产率、自主车 辆的效率、仓库管理工具)等。

技术介绍

[0002]在狭小空间内为大量机器人规划路线(特别是在多个自主移动机 器人可以一次穿过空间的情况下)尚未得到工业界的认可。机器人解 决方案供应商试图通过设计机器人来迫使机器人遵循特定路线、可预 测地移动机器人(假设它们周围没有任何东西)来处置类似问题。对 于此类系统，不需要太多的路线规划。另外，此类系统无法扩展且无 法与现有仓库设计集成。此类系统面临的问题是重新规划路线变得繁 琐，重新配置在基础设施级别具有挑战性，并且没有障碍物可以干扰 它们。
[0003]每当新机器人被添加到此类或任何其它系统时，输入空间都呈指 数级增长；因此，现有系统并没有跟上机器人的增长规模。这种场景 导致组合问题，并且随着机器人规模的扩大，系统变得难以匹配。这 个问题可以与任何类型的自主车辆相关。

技术实现思路

[0004]以下是本文更详细描述的主题的概述。本概述不旨在限制权利要 求的范围。在考虑附图和对那些附图的以下详细描述以及本专利技术的当 前优选的和其它实施例后，将更容易理解本专利技术的这些和其它特征。
[0005]本文描述的是与优化路线规划有关的各种技术。该系统包括云平 台，其包括多机器人路线规划器。多机器人规划器包括节点解析器， 该节点解析器基于与操作环境(如仓库、建筑工地或医院)相关的输 入来解析一个或多个节点。节点可以被认为是操作环境中的空间的区 域。多机器人规划器包括多个模块，这些模块基于解析的节点规划一 条或多条用于导航的路线。模块可以为关键决策场景分析一个或多个 路线规划，例如避免碰撞或最小化拥堵。在模块分析路线规划之后， 系统利用多机器人路线规划器基于分析来优化路线规划。经优化的路 线规划被分发给一个或多个自主车辆。
[0006]本文描述的技术与优化路线规划的健壮云平台相关。在示例性实 施例中，平台利用多个数据结构来表示操作环境、生成路线规划并允 许车辆从一个节点到另一个节点的优化移动。平台提供各种技术来分 析针对关键场景(如碰撞)的一个或多个生成的路线规划。在分析一 个或多个生成的路线规划的同时，平台可以应用试探法、成本函数、 度量等来识别可以避免碰撞的新路线规划。在示例性实施例中，在分 析一个或多个生成的路线规划的同时，当确定节点之间的路线规划之 一会导致冲突时，平台可以动态地创建重复节点。所创建的重复节点 可以被平台用来生成替代路线规划以避免碰撞或使用成本函数来生成 更好的路线规划。
[0007]在示例性实施例中，系统或云平台可以利用多种技术或数据中的 一种或多种或
其组合，包括速度缩放、上采样、被动路径、可停放节 点、非重叠节点、优先级度量、时间惩罚等，用于分析和优化针对一 次或多次碰撞的路线规划。然后，系统可以将经优化的路线规划分发 给一个或多个自主车辆。
[0008]以上概要呈现了简化的概要以提供对本文讨论的系统和/或方法 的一些方面的基本理解。本概述不是本文讨论的系统和/或方法的广 泛概述。它不旨在限制权利要求的范围或不旨在识别主要(key)/关 键(critical)要素或描述此类系统和/或方法的范围。它的唯一目的 是以简化的形式呈现一些概念，作为稍后呈现的更详细描述的前言。
附图说明
[0009]关于以下描述、所附权利要求和附图将更好地理解本文所述的具 体特征、方面和优点，其中：
[0010]图1是图示根据实施例的用于优化自主车辆的路线规划的计算机 实现的系统的框图；
[0011]图2是图示根据实施例的用于分发经优化的路线规划的组件和处 理步骤的框图；
[0012]图3(A)
‑
3(E)，各自表示根据实施例的用于优化路线规划的示例 性非限制性表示；
[0013]图3(F)是图示根据实施例的在操作环境中的各个节点之间生成经 优化的路线规划的示例性非限制性表示；
[0014]图4(A)
‑
4(D)，各自表示根据实施例的在时域和空间域中的轨迹 的示例性非限制性表示；
[0015]图5(A)
‑
5(B)，各自表示根据实施例的用于优化路线规划的示例 性非限制性表示；
[0016]图6是根据实施例的用于优化路线规划的示例性非限制性表示；
[0017]图7是图示根据实施例的用于优化路线规划的处理步骤的示例性 流程图；
[0018]图8是图示根据实施例的用于优化路线规划的处理步骤的示例性 流程图；
[0019]图9是图示根据实施例的用于优化路线规划的处理步骤的示例性 流程图；以及
[0020]图10是图示根据实施例的用于优化路线规划的处理步骤的示例 性流程图。
[0021]虽然本专利技术的具体特征在一些附图中而没有在其它附图中示出， 但是这样做仅仅是为了方便，因为每个特征可以与根据本专利技术的任何 或所有其它特征组合。附图中的方框或组件的次序不是限制性的并且 可以根据本专利技术以任何次序互换。上面的附图呈现了对本文讨论的系 统和/或方法的一些方面的基本理解。附图不是本文讨论的系统和/或 方法的广泛概述。它并非旨在识别主要/关键要素或界定此类系统和/ 或方法的范围。它的唯一目的是以简化的形式呈现一些概念，作为稍 后呈现的更详细描述的前言。
具体实施方式
[0022]本文描述了提供用于优化自主车辆的路线规划的平台的技术的实 施例。贯穿整个说明书，对“一个实施例”、“这个实施例”和类似短语 的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特点包括在一个 或多个实施例中的至少一个中。因此，贯穿整个说明书在不同地方出 现的这些短语不一定都是指同一个实施例。此外，特定特征、结构或 特点可
以在一个或多个实施例中以任何合适的方式组合。
[0023]可以利用一种或多种计算机可读介质的任何组合。计算机可读介 质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读存 储介质可以是例如但不限于电子、磁、光、电磁或半导体系统、装置 或设备，或前述的任何合适组合。本文讨论的所有系统和处理都可以 在从一个或多个非暂态计算机可读介质读取的程序代码中实施。计算 机可读存储介质的更具体示例(非详尽列表)将包括以下：便携式计 算机软盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、 可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、带有中继器的适当光 纤、便携式光盘只读存储器(CD
‑
ROM)、光学存储设备、磁存储 设备，或前述的任何合适组合。在本文档的上下文中，计算机可读存 储介质可以是可包含或存储由指令执行系统、装置或设备使用或与其 结合使用的程序的任何有形介质。在一些实施例中，硬连线电路系统 可以代替用于实现根据一些实施例的处理的程序代码或与其结合使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于将一个或多个优化的路线规划分发给一个或多个自主车辆的计算机实现的方法，该方法包括：基于与操作环境相关的一个或多个输入来解析一个或多个节点，其中节点是操作环境中的空间的区域；基于操作环境中解析的节点来规划一个或多个路线规划，以提供一个或多个生成的路线规划；基于所述规划，针对一个或多个关键场景分析生成的路线规划；基于所述分析来优化生成的路线规划，以提供优化的路线规划；以及将优化的路线规划分发给自主车辆。2.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中针对关键场景分析生成的路线规划包括：基于第一自主设备的速度、行为、朝向或能力中的至少一个或多个来识别第一自主车辆的优先级值；基于识别出的第一自主车辆的优先级值优先化生成的路线规划中的路线规划以提供优先化的路线规划；以及基于优先化的路线规划避免第一自主车辆和第二自主车辆之间的关键场景，其中所述关键场景包括碰撞避免、拥堵最小化、安全危害预防中的一个或多个，或者至少与车辆或仓库的性能相关。3.如权利要求2所述的计算机实现的方法，其中基于优先化的路线规划避免第一自主车辆和第二自主车辆之间的关键场景包括：计算第一自主车辆的速度以避免碰撞；以及根据计算出的速度移动第一自主设备以领先于第二自主设备，其中第二自主设备通过更慢移动、在当前地点等待或绕道到另一个地点来允许第一自主设备领先。4.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中基于所述分析来优化生成的路线规划包括：用至少一个或多个几何形状表示由生成的路线规划覆盖的一个或多个区域；确定是否存在所表示的区域之间的相交，其中所表示的区域之间的相交指示所生成的路线规划之间存在一个或多个碰撞；以及基于确定所表示的区域之间的相交，从生成的路线规划中识别最佳路线规划。5.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中基于所述分析来优化生成的路线规划包括：确定在不同时间点无碰撞的生成的路线规划；以及基于所确定的无碰撞的生成的路线规划，从生成的路线规划中识别一个或多个最佳路线规划。6.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中优化生成的路线规划包括：基于生成的路线规划的所表示的区域来计算操作环境中的无碰撞位置，其中计算无碰撞位置包括基于自主设备的当前位置预见碰撞；以及基于该计算生成新的路线规划，其中生成的新的路线规划不与一个或多个规划的路线规划碰撞。
7.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中优化生成的路线规划包括：在生成的路线规划中识别碰撞节点之间的碰撞；动态生成新节点，其中一旦识别出的碰撞节点之间的碰撞结束，就遍历该新节点；以及更新生成的路线规划以包括动态生成的新节点。8.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中优化生成的路线规划包括：确定第一节点和第二节点之间的路径是否会导致碰撞，其中第一节点连接到在前节点；基于该确定，动态创建重复节点，其中重复节点的边与第一节点的边相似；生成路线规划，包括遍历从在前节点到重复节点的第一路径和从重复节点到结束节点的第二路径；以及如果第一节点和第二节点之间的碰撞结束，那么允许从重复节点到结束节点的遍历。9.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中优化生成的路线规划包括：确定路线规划可能与生成的路线规划发生碰撞；基于该确定，指令自主车辆之一在特定节点处等待一段时间；计算所述自主车辆之一在所述一段时间之后能够移动以避免碰撞的新位置；以及基于该计算，更新路线规划以将所述自主车辆之一移动到所述新位置。10.一种计算机系统，包括：操作环境，包括多个自主车辆；以及平台，包括：一个或多个处理器；以及其上存储有计算机可执行指令的一个或多个计算机可读存储介质，所述计算机可执行指令在由所述一个或多个处理器执行时使所述计算机系统执行用于优化针对所述多个自主车辆的一个或多个路线规划的方法，该方法包括以下：基于与操作环境相关的一个或多个输入来解析一个或多个节点，其中节点是操作环境中的空间的区域；基于操作环境中解析的节点来规划一个或多个路线规划，以提供一个或...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文正，
申请(专利权)人：睿普育塔机器人株式会社，
类型：发明
国别省市：