[发明专利]一种在指定路径上的绕障路径规划方法及系统

权利要求书

1.一种在指定路径上的绕障路径规划方法，其特征在于，包括：

在沿指定路径前进的过程中，获取周围环境的栅格地图，并标记每个栅格的障碍物占用信息；

当检测到前方环境有障碍物，并判断所述障碍物影响自己前进时，在所述障碍物后方的指定路径上选一个可以通行的点作为临时目标点；

从所述栅格地图中裁剪与所述指定路径超过第一预设距离的栅格，在裁剪后的所述栅格地图中未被占用的栅格部分形成得到目标空间；

在所述目标空间中规划出若干条绕障路径，根据每条绕障路径得到对应的从当前点到临时目标点的机器人可行驶的候选路径；

从若干条所述候选路径中选择目标绕障路径；沿所述目标绕障路径前进，到达临时目标点，完成绕障；

其中，每条候选路径的规划包括：

在所述目标空间中，按照参考直线右侧发生概率大的规则生成一个随机点；所述参考直线为经过当前点和临时目标点的一条直线；

在随机树上找到距离所述随机点最近的树节点；所述随机树的根节点为起点，所述起点为所述目标空间中与所述当前点最近的栅格；

将所述树节点朝着所述随机点的方向生长，利用机器人运动学模型模拟若干条生长轨迹，从所述生长轨迹中选择合法轨迹，从所述合法轨迹中选择距离所述随机点最近的轨迹终点作为所述随机树的新增节点，且所述新增节点为所述树节点的子节点，所述树节点为所述新增节点的父节点；

当所述新增节点和终点的距离小于第二预设距离，且所述新增节点朝着所述终点生长成功时，则将所述终点作为所述新增节点的子节点；所述终点为所述目标空间中与所述临时目标点最近的栅格；

从所述终点经所述随机树上的父节点至所述起点所形成的路径为一条绕障路径，将所述绕障路径的起点与所述当前点相连接，且所述绕障路径的终点与所述临时目标点相连接，形成一条候选路径。

2.根据权利要求1所述的在指定路径上的绕障路径规划方法，其特征在于，所述从所述栅格地图中裁剪与所述指定路径超过第一预设距离的栅格，在裁剪后的所述栅格地图中未被占用的栅格部分形成得到目标空间，还包括：

从所述栅格地图中裁剪与所述指定路径超过第一预设距离的栅格，以及裁剪与所述障碍物不在预设离障范围内的栅格；在裁剪后的所述栅格地图中未被占用的栅格部分形成得到目标空间。

3.根据权利要求1所述的在指定路径上的绕障路径规划方法，其特征在于，所述利用机器人运动学模型模拟若干条生长轨迹，从所述生长轨迹中选择合法轨迹，从所述合法轨迹中选择距离所述随机点最近的轨迹终点作为所述随机树的新增节点，具体包括：

在机器人速度的上下限中进行等间隔采样，得到若干候选速度；在机器人角速度的上下限中进行等间隔采样，得到若干候选角速度；

对每一个候选速度、候选角速度进行组合，得到若干速度角速度组合；

基于所述机器人的当前运动参数，按每个速度角速度组合模拟预设时间，得到对应的生长轨迹；所述当前运动参数包括当前朝向、当前速度、当前角速度；

遍历所有生长轨迹，舍弃轨迹的每个点不是都位于目标空间中的、以及存在曲率超过机器人所能执行的最大曲率的生长轨迹，得到合法轨迹；

从所有合法轨迹的轨迹终点中，选取距离随机点最近的轨迹终点作为所述随机树的新增节点。

4.根据权利要求1所述的在指定路径上的绕障路径规划方法，其特征在于，所述从若干条所述候选路径中选择目标绕障路径包括：

按照评估因素对每条候选路径进行评估，并根据评估结果选择最佳路径作为目标绕障路径；

其中，所述评估因素包括候选路径的平均曲率、和/或平均曲率变化、和/或平均朝向、和/或平均朝向变化，和/或距离障碍物的远近。