[发明专利]一种基于改进的RRT路径规划方法和系统

说明书

本发明公开了一种基于改进的RRT路径规划方法和系统，其特征在于：包括以下步骤，避障模块通过快速扩展随机树生成随机点构建随机树，找出路径；分段拟合模块对所述快速扩展随机树找出的路径进行分段拟合求出路径控制点；信息提取模块以所述路径控制点为圆心和可调半径作圆，制作掩模mask，提取所述mask掩模的ROI区域，对ROI区域运用形态学图像处理，检测障碍物的轮廓，计算各个障碍物轮廓点到控制点的最小距离并提取该障碍物点的位置信息。本发明的有益效果：能够生成一条可执行的、避障效果好的、路径控制点稀疏的、周围障碍物信息可知的一条完整路径，能够更好的应用于无人车自主导航决策模块。

技术领域

本发明涉及自动驾驶的技术领域，尤其涉及一种感知决策基于改进的RRT路径规划方法和系统。

背景技术

近年来路径规划是运动规划的主要研究内容之一。运动规划由路径规划和轨迹规划组成，连接起点位置和终点位置的序列点或曲线称之为路径，构成路径的策略称之为路径规划。路径规划在很多领域都具有广泛的应用。在高新科技领域的应用有：机器人的自主无碰行动；无人机的避障突防飞行；巡航导弹躲避雷达搜索、防反弹袭击、完成突防爆破任务等。在日常生活领域的应用有：GPS导航；基于GIS系统的道路规划；城市道路网规划导航等。在决策管理领域的应用有：物流管理中的车辆问题(VRP)及类似的资源管理资源配置问题。通信技术领域的路由问题等。凡是可拓扑为点线网络的规划问题基本上都可以采用路径规划的方法解决。本文建立在经典路径规划算法基础上，提出了一种改进的RRT路径规划算法。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明解决的一个技术问题是：提供一种改进的RRT路径规划算法，能够更好地用于轨迹规划决策导航。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于改进的RRT路径规划方法，其特征在于：包括以下步骤，避障模块通过快速扩展随机树生成随机点构建随机树，找出路径；分段拟合模块对所述快速扩展随机树找出的路径进行分段拟合求出路径控制点；信息提取模块以所述路径控制点为圆心和可调半径作圆，制作掩模mask，提取所述mask掩模的ROI区域，对ROI区域运用形态学图像处理，检测障碍物的轮廓，计算各个障碍物轮廓点到控制点的最小距离并提取该障碍物点的位置信息。

作为本发明所述的基于改进的RRT路径规划方法的一种优选方案，其中：所述避障模块的路径生成包括以下步骤，基于Windows平台搭建VS2015+OPencv3.4.3+Egien3环境；VSLAM构建室外场景的3D点云图；将3D点云图转换到2D栅格地图；在地图上指定起点和终点位置信息，读入栅格地图；根据指定起始点和终止点坐标信息，利用快速扩展随机树算法，生成从起点到终点的路径。

作为本发明所述的基于改进的RRT路径规划方法的一种优选方案，其中：所述分段拟合模块包括以下步骤，根据生成路径点的离散信息绘制出离散点图；根据散点图构造数学模型；根据数学模型构造优化判据将离散点分段拟合，并求出各个拟合折线段的交点作为路径控制点。

作为本发明所述的基于改进的RRT路径规划方法的一种优选方案，其中：所述信息提取模块包括以下步骤，对ROI区域的障碍物信息做形态学图像处理，得到障碍物块；对障碍物块在进行轮廓查找，给障碍物块赋予索引信息；再用递归算法分别求出各个障碍物块距离控制点的最小距离，求出最小距离点。