[发明专利]运动规划的方法和自主代理

说明书

运动规划的方法和自主代理。提出一种计算机实现的运动规划的方法以及执行所述方法的自主代理。所述方法包括：产生在连续的状态空间中表示谓词的第一索引集合；访问候选运动的库，其中，每个候选运动具有在连续的状态空间中表示轨迹的第二索引集合；对第一索引集合和第二索引集合进行压缩，以产生第一压缩索引集合和第二压缩索引集合；确定在第一压缩索引集合与第二压缩索引集合之间是否存在交集。压缩可通过将状态空间划分为多个区域来完成，每个区域由相同的候选运动的集合占用。可选地，压缩可通过将行程长度编码应用于使用局部保持的空间填充曲线(诸如，希尔伯特曲线或Z阶曲线)来产生的二进制向量来完成。

技术领域

在此公开的发明构思涉及一种用于自主代理中的运动和任务规划的方法和设备。

背景技术

现今，正在进行很多研究来使诸如无人机、自驾驶汽车、四处移动的机器人等的自主代理能够处理各种任务等。可靠地使自主代理自行移动并处理任务将允许人们更具有生产力并花时间做他们喜欢的事情。自主代理提供多方面的优势，诸如，提高的安全性、减少的拥堵、燃料高效性和更好的机动性。然而，为了获得这些益处，自主代理必须安全和可靠。安全性和可靠性依赖于能够进行准确的实时决策制定的可靠规划方法。决策制定包括总体路径/路线选择以及对行进期间遇到的交通状况和障碍物的适当反应。

通过并行计算提供的更高速度和保真度决策制定帮助由自主代理进行的准确和及时的决策。然而，例如，在公共街道上行进时，自主代理常常面临存在很多可能的反应方式的情况。必须在小数秒内处理这些可能性，使得能够制定关于最佳行动方案的决策。制定适当的决策的可扩展方法是对预先计算的运动的大型库进行大量地并行评估。在这种情况下，需要一种高效并准确地过滤大量预先规划的候选运动的手段。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过对环境谓词(environmental predicate)和候选运动进行压缩来减少运算的数量的方法和自主代理。

在一个方面，本发明构思与一种计算机实现的运动规划的方法有关。所述方法需要产生在连续的状态空间中表示谓词的第一索引集合；访问候选运动的库，其中，每个候选运动具有在连续的状态空间中表示轨迹的第二索引集合；对第一索引集合和第二索引集合进行压缩，以分别产生第一压缩索引集合和第二压缩索引集合；确定在第一压缩索引集合与第二压缩索引集合之间是否存在交集。

在另一方面，本发明构思与一种具有感知系统、任务和运动规划系统以及决策制定系统的自主代理有关。感知系统包括采集环境数据的传感器和用于存储地图数据存储器。任务和运动规划系统包括处理器，其中，处理器用于通过将状态空间分割成多个单元，通过将状态空间划分成由相同的候选运动的集合占用的多个区域来对环境谓词和候选运动进行压缩，并评估在环境谓词与候选运动之间是否存在交集，来评估环境谓词与候选运动之间的交集。每个候选运动与能够由所述自主代理执行的一个或多个机动相关联。决策制定系统基于来自任务和运动规划系统的输出选择候选运动。

在另一方面，本发明构思与一种具有感知系统、任务和运动规划系统以及决策制定系统的自主代理有关。感知系统包括用于采集环境数据的传感器和用于存储地图数据的存储器。任务和运动规划系统包括存储器和处理器，其中，存储器用于存储候选运动，处理器用于通过将状态空间分割成多个单元，通过使用局部保持的空间填充曲线(诸如，希尔伯特曲线或Z阶曲线的曲线)来给环境谓词和候选运动编索引来产生表示环境谓词的第一二进制向量和表示候选运动的第二二进制向量，并将行程长度编码应用到第一二进制向量和第二二进制向量来进行压缩以产生输出，来评估环境谓词与候选运动之间的交集，每个候选运动与能够由所述自主代理执行的一个或多个机动相关联。决策制定系统基于输出选择行动方案。