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面向复杂场景的地面无人平台自主导航方法和装置制造方法及图纸

技术编号:41702159 阅读:20 留言:0更新日期:2024-06-19 12:35
本申请提供了面向复杂场景的地面无人平台自主导航方法和装置,包括根据障碍物点分布的方差信息,检测已探索区域和未探索区域得到候选局部边界点集合,通过对比奖励大小选取局部最佳边界点,根据最佳边界点以及地面可通行性评价因子构建基于知情采样的路径规划方法,得到从地面无人平台当前位置到局部最佳边界点的几何路径,生成可执行轨迹,结合环境约束生成自主探索轨迹。通过使用有效的数据降维方式解耦三维激光雷达点云地图到二维地面栅格和一维环形占据线,极大降低了计算和存储成本;基于边界点和多评价因子引导的知情采样路径规划方法能快速生成到达边界点的路径,避免地面无人平台进行短视和贪婪探索。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及路径规划领域,尤其涉及面向复杂场景的地面无人平台自主导航方法和装置


技术介绍

1、随着人工智能技术的飞速发展,越来越多的地面无人平台活跃在各行各业中,被广泛应用于灾害救援、家庭服务、工业巡检、国防军事以及火星探索等。在缺少环境地图的情况下,地面无人平台如何根据每个时刻观测的有限场景信息规划下一步的行为和动作,逐步对未知环境进行全面探索,是地面无人平台在复杂场景中自主作业的重要前提。地面无人平台导航技术不仅仅指基于给定先验地图的路径和轨迹规划问题,还需要在先验地图未知、地面可通行性未知以及每个时刻仅能获取有限的场景信息等情况下完成全局环境探索,这就是所谓的自主探索问题。相比于基于先验地图的路径和轨迹规划,自主探索具有更大的挑战性,因为地面无人平台作业环境充满不确定性,地面无人平台需要在高效分析环境信息的前提下,才能对下一步探索行为和动作做出决策,并且大尺度场景中地面无人平台由于短视特性,容易进行贪婪探索,陷入局部最优。

2、自主探索作为地面无人平台自主导航研究领域的重要研究方向,赋予地面无人平台在整体环境先验地图缺失条件下,自主作业获本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.面向复杂场景的地面无人平台自主导航方法,其特征在于,所述面向复杂场景的地面无人平台自主导航方法,包括:

2.根据权利要求1所述的面向复杂场景的地面无人平台自主导航方法,其特征在于,所述获取地面无人平台工作环境的三维点云地图,对所述三维点云地图进行降维处理,得到地面点信息以及非地面点的一维环形占据线,包括:

3.根据权利要求2所述的面向复杂场景的地面无人平台自主导航方法,其特征在于,所述基于所述地面点信息构建地面栅格地图及地面可通行性评价因子,结合所述非地面点的一维环形占据线,建立表征环境不确定性的非地面点环形占据模型,包括:

4.根据权利要求3所述...

【技术特征摘要】

1.面向复杂场景的地面无人平台自主导航方法,其特征在于,所述面向复杂场景的地面无人平台自主导航方法,包括:

2.根据权利要求1所述的面向复杂场景的地面无人平台自主导航方法,其特征在于,所述获取地面无人平台工作环境的三维点云地图,对所述三维点云地图进行降维处理,得到地面点信息以及非地面点的一维环形占据线,包括:

3.根据权利要求2所述的面向复杂场景的地面无人平台自主导航方法,其特征在于,所述基于所述地面点信息构建地面栅格地图及地面可通行性评价因子,结合所述非地面点的一维环形占据线,建立表征环境不确定性的非地面点环形占据模型,包括:

4.根据权利要求3所述的面向复杂场景的地面无人平台自主导航方法,其特征在于,所述基于所述非地面点环形占据模型,根据障碍物点分布的方差信息,检测已探索区域和未探索区域,得到候选局部边界点集合,根据所述候选局部边界点集合,结合包含方差大小、信息增益、行动成本以及边界点拓扑关联的因素,构建基于多评价指标的奖励函数,包括:

5.根据权利要求4所述的面向复杂场景的地面无人平台自主导航方法,其特征在于,所述根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘鸿雁华炜高海明方深何郑幸
申请(专利权)人:之江实验室
类型:发明
国别省市:

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