本申请提出一种机器人的路径规划方法和路径规划装置电子设备以及非瞬时性计算机可读存储介质，所述路径规划方法，包括响应于机器人的路径规划指令，对初始全局规划路径进行分段，以得到多个分段路径；利用贝塞尔曲线对所述多个分段路径中的每个分段路径进行插值处理，以使得每个所述分段路径的起点曲率和终点曲率为零；拼接所述多个分段路径，得到最终全局规划路径。根据本申请的实施例，通过利用贝塞尔曲线对初始全局规划路径进行分段插值处理，在保证分段路径的曲率连续的基础上，使得分段路径端点处的曲率为零，以解决初始全局规划路径存在的不平滑问题，以适应机器人的运动学和动力学特性。
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及机器人的路径规划领域，具体而言，涉及一种机器人的路径规划方法和路径规划装置、电子设备以及非瞬时性计算机可读存储介质。
技术介绍
1、随着科技的发展及经济快速的增长，人力成本逐渐上升，无人系统越来越受到各个国家的广泛重视。例如，自动导引车(agv)、自主移动机器人(amr)、自动驾驶汽车、无人机、无人潜水器等无人系统，根据路径规划和作业要求运动并停靠在目标地点，以完成搬运、运输、行驶等任务。路径规划是无人系统运动控制的关键。
2、传统的全局路径规划算法，如栅格法、可视图法、人工势场法、遗传算法等，往往只考虑路径的起点和终点，而没有充分考虑路径点之间的连接方式和无人系统的实际运动约束。这导致规划出的路径可能存在直线之间有急剧拐弯或者曲率变化大的问题，使得无人系统在行驶过程中需要频繁调整方向和速度，从而影响了路径的平滑性。路径不平滑对无人系统及其运行环境具有多方面的危害，如运动效率下降、能耗增加、寿命减少、环境破坏、安全隐患等。
3、为了改善全局路径的平滑性，研究者们提出了一些新的算法和技术。尽管这些算法和技术在一定程度上改善了全局路径的平滑性，但仍然存在一些挑战和问题需要解决。例如，如何根据无人系统的实际运动特性和环境约束来选择合适的算法和参数，以实现更加平滑的路径规划；如何在保证路径平滑性的同时，考虑到路径的安全性和可达性；算法的实时性仍需进一步提高；算法在复杂环境中的稳定性和鲁棒性也需要加强；此外，随着地图表示方法的不断发展，如何适应多样化环境的地图表示方法也是全局路径规划算法面临的重要挑战。</p>4、综上所述，全局路径的不平滑性是一个需要重视和解决的问题。通过不断研究和改进算法和技术，我们可以逐步提高全局路径规划的平滑性，同时适应更加复杂的环境，提高算法的鲁棒性和稳定性，为无人系统的工作提供更加高效、安全的支持。
技术实现思路
1、本申请旨在提出一种机器人的路径规划方法和路径规划装置、电子设备以及非瞬时性计算机可读存储介质，以解决规划的全局路径存在的不平滑问题。
2、根据本申请的一方面，提出一种机器人的路径规划方法，包括响应于机器人的路径规划指令，对初始全局规划路径进行分段，以得到多个分段路径；利用贝塞尔曲线对所述多个分段路径中的每个分段路径进行插值处理，以使得每个所述分段路径的起点曲率和终点曲率为零；拼接所述多个分段路径，得到最终全局规划路径。
3、根据一些实施例，利用贝塞尔曲线对所述多个分段路径中的每个分段路径进行插值处理，以使得每个所述分段路径的起点曲率和终点曲率为零，包括：利用四阶贝塞尔曲线对每个所述分段路径进行插值处理，以使得每个所述分段路径的起点曲率和终点曲率为零。
4、根据一些实施例，所述多个分段路径包括第一分段路径，所述四阶贝塞尔曲线包括第一控制点、第二控制点、第三控制点、第四控制点和第五控制点，其中，所述第一控制点为所述第一分段路径的起点；
5、所述第五控制点为所述第一分段路径的终点；所述第一控制点和所述第二控制点的连线方向和所述第一分段路径的起点方向重合；所述第四控制点和所述第五控制点的连线方向和所述第一分段路径的终点方向重合。
6、根据一些实施例，所述第一控制点、所述第二控制点和所述第三控制点共线，所述第三控制点、所述第四控制点和所述第五控制点共线。
7、根据一些实施例，所述第二控制点与所述第一控制点和所述第三控制点的距离相同；所述第四控制点与所述第三控制点和所述第五控制点的距离相同。
8、根据一些实施例，在利用贝塞尔曲线对所述多个分段路径中的每个分段路径进行插值处理，以使得每个所述分段路径的起点曲率和终点曲率为零之前，所述路径规划方法还包括：判断所述第一分段路径是否满足预设的判据，所述判据包括：所述第一控制点和所述第五控制点的方向矢量和所述第一控制点和所述第三控制点的方向矢量的乘积大于零；所述第一控制点和所述第五控制点的方向矢量和所述第三控制点和所述第五控制点的方向矢量的乘积大于零。
9、根据一些实施例，在利用贝塞尔曲线对所述多个分段路径中的每个分段路径进行插值处理，以使得每个所述分段路径的起点曲率和终点曲率为零之前，所述路径规划方法还包括：当所述第一分段路径不满足预设的判据时，对所述第一分段路径进行调整，直至调整后的第一分段路径满足预设的判据。
10、根据本申请的一方面，提出一种机器人的路径规划装置，包括：全局路径分段单元，用于响应于机器人的路径规划指令，对初始全局规划路径进行分段，以得到多个分段路径；贝塞尔曲线插值处理单元，用于利用贝塞尔曲线对所述多个分段路径中的每个分段路径进行插值处理，以使得每个所述分段路径的起点曲率和终点曲率为零；全局规划路径拼接单元，用于拼接所述多个分段路径，得到最终全局规划路径。
11、根据本申请的一方面，提出一种电子设备，包括：处理器；以及存储器，存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如前任一实施例所述的路径规划方法。
12、根据本申请的一方面，提出一种非瞬时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机可读指令，当所述指令被处理器执行时，使得所述处理器执行如前任一实施例所述的路径规划方法。
13、根据本申请的实施例，通过利用贝塞尔曲线对初始全局规划路径进行分段插值处理，在保证分段路径的曲率连续的基础上，使得分段路径端点处的曲率为零，以解决初始全局规划路径存在的不平滑问题，以适应机器人的运动学和动力学特性。
14、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
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【技术保护点】
1.一种机器人的路径规划方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的路径规划方法，其特征在于，利用贝塞尔曲线对所述多个分段路径中的每个分段路径进行插值处理，以使得每个所述分段路径的起点曲率和终点曲率为零，包括：
3.根据权利要求2所述的路径规划方法，其特征在于，所述多个分段路径包括第一分段路径，所述四阶贝塞尔曲线包括第一控制点、第二控制点、第三控制点、第四控制点和第五控制点，其中，
4.根据权利要求3所述的路径规划方法，其特征在于，所述第一控制点、所述第二控制点和所述第三控制点共线，所述第三控制点、所述第四控制点和所述第五控制点共线。
5.根据权利要求4所述的路径规划方法，其特征在于，
6.根据权利要求4所述的路径规划方法，其特征在于，在利用贝塞尔曲线对所述多个分段路径中的每个分段路径进行插值处理，以使得每个所述分段路径的起点曲率和终点曲率为零之前，所述路径规划方法还包括：
7.根据权利要求6所述的路径规划方法，其特征在于，在利用贝塞尔曲线对所述多个分段路径中的每个分段路径进行插值处理，以使得每个所述分段路径的起点曲率和终点曲率为零之前，所述路径规划方法还包括：
8.一种机器人的路径规划装置，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，包括：
10.一种非瞬时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机可读指令，当所述指令被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-7中任一项所述的路径规划方法。
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【技术特征摘要】
1.一种机器人的路径规划方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的路径规划方法，其特征在于，利用贝塞尔曲线对所述多个分段路径中的每个分段路径进行插值处理，以使得每个所述分段路径的起点曲率和终点曲率为零，包括：
3.根据权利要求2所述的路径规划方法，其特征在于，所述多个分段路径包括第一分段路径，所述四阶贝塞尔曲线包括第一控制点、第二控制点、第三控制点、第四控制点和第五控制点，其中，
4.根据权利要求3所述的路径规划方法，其特征在于，所述第一控制点、所述第二控制点和所述第三控制点共线，所述第三控制点、所述第四控制点和所述第五控制点共线。
5.根据权利要求4所述的路径规划方法，其特征在于，
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【专利技术属性】
技术研发人员：赵安，张天勇，梁斌，张祺，
申请(专利权)人：启元实验室，
类型：发明
国别省市：
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