路径规划方法、装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

技术编号:35851198 阅读:19 留言:0更新日期:2022-12-07 10:35
本申请涉及一种路径规划方法、装置、电子设备及存储介质。其中,路径规划方法包括:确定若干条候选路径;针对每一候选路径,获取该候选路径在障碍物代价地图中占据的每一栅格的值和在墙壁代价地图中占据的每一栅格的值;障碍物代价地图每一栅格的值反映的是目标对象位于该栅格时碰撞到障碍物的可能性;墙壁代价地图每一栅格的值反映的是目标对象位于该栅格时的沿墙距离的实际值与期望值的差距;针对每一候选路径,结合所述候选路径在障碍物代价地图中占据的每一栅格的值和在墙壁代价地图中占据的每一栅格的值,计算所述候选路径对应的代价值;选取代价值最小的候选路径为最优路径。径。径。

【技术实现步骤摘要】
路径规划方法、装置、电子设备及存储介质


[0001]本申请涉及智能机器人
,尤其是涉及一种路径规划方法、装置、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]随着科学技术的发展,智能机器人逐渐走入人们的日常生活中。智能机器人可以有效减少劳动成本,提高生活质量。在这个过程中,智能机器人的性能就显得尤为重要,而评价其性能的一大指标就是智能机器人能否在不碰撞墙壁的前提下,可以沿墙行进并完成相关任务,尤其是涉及到扫地机器人,可以沿墙行进并清扫墙壁边缘,对扫地机器人来说十分重要。
[0003]在目前的相关技术中,使用的常规路径规划方法,对智能机器人的行进路径进行规划时,会使智能机器人直接将墙体视为障碍物,从而使得规划的路径远离墙体,导致智能机器人无法沿墙行进,从而无法完成相关任务。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种路径规划方法、装置、电子设备及存储介质,旨在提供一种更加优化的路径规划方法,提高智能机器人的性能。
[0005]第一方面,本申请提供一种路径规划方法,包括:确定若干条候选路径;针对每一候选路径,获取该候选路径在障碍物代价地图中占据的每一栅格的值和在墙壁代价地图中占据的每一栅格的值;障碍物代价地图每一栅格的值反映的是目标对象位于该栅格时碰撞到障碍物的可能性;墙壁代价地图每一栅格的值反映的是目标对象位于该栅格时的沿墙距离的实际值与期望值的差距;针对每一候选路径,结合所述候选路径在障碍物代价地图中占据的每一栅格的值和在墙壁代价地图中占据的每一栅格的值,计算所述候选路径对应的代价值;所述代价值与所述候选路径在障碍物代价地图中占据的每一栅格的值成正比;所述代价值与所述候选路径在墙壁代价地图中占据的每一栅格的值成正比;选取代价值最小的候选路径为最优路径。
[0006]本申请针对每一条候选路径,通过获取该路径在障碍物代价地图和墙壁代价地图占据的每一栅格的值,可以计算该候选路径对应的代价值,由于障碍物代价地图每一栅格的值可以反映目标对象在该栅格碰撞到障碍物的可能性,墙壁代价地图每一栅格的值可以反映目标对象在该栅格的沿墙距离的实际值与期望值的差距,因此,当某一候选路径在障碍物代价地图中占据的栅格的值和在墙壁代价地图中占据的栅格的值越小时,目标对象发生碰撞的可能性越小,以及沿墙距离的实际值与期望值的差距越小,随之代价值也就越小,此时,最小代价值对应的路径,就是最优路径。在该路径下,就可以使目标对象在不发生碰撞的前提下,尽可能的靠近墙壁行进。
[0007]可选的,所述确定若干条候选路径,包括:确定所述目标对象在第一时刻的位姿、第一时刻的运动参数以及运动调节参数,确定若干组运动参数;所述第一时刻为路径规划开始时刻;针对每一组运动参数,基于所述目标对象在第一时刻的位姿和第一时刻的运动参数,结合该组运动参数和预设的采样频率,预估所述目标对象从第一时刻到第二时刻运动过程中的多个采样位姿;所述第二时刻为路径规划结束时刻;针对每一组运动参数,根据所述多个采样位姿,确定对应的候选路径。
[0008]通过确定若干组运动调节参数、第一时刻、第二时刻和采样频率,可以较为精确的预估每一组运动调节参数对应的路径,将预估的路径作为一条候选路径,可以直观的反映目标对象在该候选路径的行进情况,以查看行进过程中是否会发生碰撞等。
[0009]可选的,所述针对每一候选路径,获取该候选路径在障碍物代价地图中占据的每一栅格的值和在墙壁代价地图中占据的每一栅格的值,包括:根据预先建立好的障碍物代价函数和墙壁代价函数,分别计算所述障碍物代价地图中每一栅格的值和所述墙壁代价地图中每一栅格的值;针对每一候选路径,确定该候选路径在所述障碍物代价地图中占据的每一栅格的值和在所述墙壁代价地图中占据的每一栅格的值。
[0010]将每一条候选路径分别对应到障碍物代价地图和墙壁代价地图中,并确定该路径占据的栅格的值,可以将每一条候选路径量化,方便后续进行计算和比较,从而选出最优路径。
[0011]可选的,所述针对每一候选路径,结合所述候选路径在障碍物代价地图中占据的每一栅格的值和在墙壁代价地图中占据的每一栅格的值,计算所述候选路径对应的代价值,包括:针对每一候选路径,在该候选路径的预设节点处对目标对象的位姿进行采样计算,得到一个节点采样位姿;确定所述节点采样位姿的方向与与其最近的墙壁的方向的角度差值的绝对值;针对每一候选路径,计算目标对象在采样时间段线速度和角速度的加权平均值;基于所述候选路径在障碍物代价地图中占据的每一栅格的值、在墙壁代价地图中占据的每一栅格的值、所述采样位姿的方向与墙壁方向的差值的绝对值和目标对象在采样时间段线速度和角速度的加权平均值,计算出所述候选路径对应的代价值。
[0012]通过计算所述采样位姿的方向与墙壁方向的差值的绝对值和目标对象在采样时间段线速度和角速度的加权平均值,增多对代价值的影响因素,使代价值更能代表该候选路径的优劣,从而使路径规划更加精确。
[0013]可选的,所述方法还包括:使用扫描技术,获取障碍物点云;基于障碍物点云,生成障碍物代价地图;对所述障碍物点云进行线段检测,将检测出的多条线段,确定为候选墙壁;将满足预设阈值的候选墙壁,确定为有效墙壁;根据有效墙壁,确定墙壁点云;基于墙壁点云,生成墙壁代价地图。
[0014]选定规划路径所需要的有效墙壁,并将其转换为墙壁点云投影得到墙壁代价地
图,便于后续规划的路径更为准确。
[0015]可选的,所述将满足预设阈值的候选墙壁,确定为有效墙壁,包括:基于预先建立好的环境栅格地图,规划出初始全局路径;将所述初始全局路径划分为若干条局部子路径;针对每一条局部子路径,进行特征提取,确定局部子路径的特征值;针对每一段候选墙壁,进行特征提取,确定候选墙壁的特征值;将所述局部子路径的特征值和所述候选墙壁的特征值进行比对,将特征值满足预设阈值的候选墙壁,确定为有效墙壁。
[0016]通过以局部子路径为参考,提取局部子路径和候选墙壁路径的特征值,将特征值满足预设阈值的候选墙壁,确定为有效墙壁,可以将本次路径规划所需要的墙壁提取出来,便于后续生成的墙壁点云更为精确。
[0017]可选的,所述方法还包括:针对每一条候选路径,在所述候选路径中的预设路段进行碰撞检测;剔除所述若干条候选路径中碰撞检测不合格的路径。
[0018]通过碰撞检测,可以先剔除一部分可能会发生碰撞的路径,从而减少数据处理量,提高数据处理效率。
[0019]第二方面,本申请提供一种路径规划装置,包括:候选路径确定模块,用于确定若干条候选路径;栅格值获取模块,用于针对每一候选路径,获取该候选路径在障碍物代价地图中占据的每一栅格的值和在墙壁代价地图中占据的每一栅格的值;障碍物代价地图每一栅格的值反映的是目标对象位于该栅格时碰撞到障碍物的可能性;墙壁代价地图每一栅格的值反映的是目标对象位于该栅格时的沿墙距离的实际值与期望值的差距;代价值计算模块,用于针对每一候选路径,结合所述候选路径在障碍物代价地图中占据的每一栅格的值和在墙壁代价地图中占据的每本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种路径规划方法,其特征在于,包括:确定若干条候选路径;针对每一候选路径,获取该候选路径在障碍物代价地图中占据的每一栅格的值和在墙壁代价地图中占据的每一栅格的值;障碍物代价地图每一栅格的值反映的是目标对象位于该栅格时碰撞到障碍物的可能性;墙壁代价地图每一栅格的值反映的是目标对象位于该栅格时的沿墙距离的实际值与期望值的差距;针对每一候选路径,结合所述候选路径在障碍物代价地图中占据的每一栅格的值和在墙壁代价地图中占据的每一栅格的值,计算所述候选路径对应的代价值;所述代价值与所述候选路径在障碍物代价地图中占据的每一栅格的值成正比;所述代价值与所述候选路径在墙壁代价地图中占据的每一栅格的值成正比;选取代价值最小的候选路径为最优路径。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定若干条候选路径,包括:确定所述目标对象在第一时刻的位姿、第一时刻的运动参数以及运动调节参数,确定若干组运动参数;所述第一时刻为路径规划开始时刻;针对每一组运动参数,基于所述目标对象在第一时刻的位姿和第一时刻的运动参数,结合该组运动参数和预设的采样频率,预估所述目标对象从第一时刻到第二时刻运动过程中的多个采样位姿;所述第二时刻为路径规划结束时刻;针对每一组运动参数,根据所述多个采样位姿,确定对应的候选路径。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述针对每一候选路径,获取该候选路径在障碍物代价地图中占据的每一栅格的值和在墙壁代价地图中占据的每一栅格的值,包括:根据预先建立好的障碍物代价函数和墙壁代价函数,分别计算所述障碍物代价地图中每一栅格的值和所述墙壁代价地图中每一栅格的值;针对每一候选路径,确定该候选路径在所述障碍物代价地图中占据的每一栅格的值和在所述墙壁代价地图中占据的每一栅格的值。4.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述针对每一候选路径,结合所述候选路径在障碍物代价地图中占据的每一栅格的值和在墙壁代价地图中占据的每一栅格的值,计算所述候选路径对应的代价值,包括:针对每一候选路径,在该候选路径的预设节点处对目标对象的位姿进行采样计算,得到一个节点采样位姿;确定所述节点采样位姿的方向与与其最近的墙壁的方向的角度差值的绝对值;针对每一候选路径,计算目标对象在采样时间段线速度和角速度的加权平均值;基于所述候选路径在障碍物代价地图中占据的每一栅格的值、在墙壁代价地图中占据的每一栅格的值、所述采样位姿的方向与墙壁方向的差值的绝对值和目标对象在采样时间段线速度和角速度的加权平均值,计算出所述候选路径对应的代价值。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员:邢志伟肖崇泳赵信宇龙建睿魏伟李骥颜世龙魏金生
申请(专利权)人:广东省大道智创科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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