[发明专利]用于控制车辆的移动的系统和方法

权利要求书

1.一种用于控制车辆从所述车辆的初始状态到所述车辆的目标状态的移动的系统，该系统包括：

包括处理器的运动规划器，该处理器被配置为：

构造具有定义所述车辆的状态的多个节点的图形，其中，所述节点包括定义所述车辆的所述初始状态的初始节点和定义所述车辆的所述目标状态的目标节点，其中，所述图形中的各对节点以使所述车辆在所连接的节点的状态之间移动的无碰撞基元运动之一所定义的边缘连接，

确定通过所述图形将所述初始节点与所述目标节点连接的路径，使得该路径定义使所述车辆从所述初始状态移动到所述目标状态的基元运动序列；并且

将所述基元运动序列发送到所述车辆的控制器，该控制器被配置为使用所述基元运动序列来控制所述车辆的移动；

其中，所述运动规划器被配置为通过构造起源于所述初始节点的节点的初始树并且通过构造起源于所述目标节点的节点的目标树来确定所述图形，其中，为了构造所述初始树或所述目标树，所述运动规划器被配置为基于可扩展节点的成本在所述初始树或所述目标树中选择可扩展节点，并且通过添加以无碰撞基元运动所定义的边缘连接到所述可扩展节点的子节点来扩展所述图形，使得所述子节点的成本小于所述可扩展节点的成本，其中，节点的成本是从所述初始节点通过所述节点到达所述目标节点的最小成本，并且包括通过所述初始树的节点的第一路径的第一成本、通过所述目标树的节点的第二路径的第二成本以及所述初始树和所述目标树的节点之间的第三路径的第三成本，

所述基元运动由一对所述车辆的控制动作以及所述控制动作的积分时间表示，或者通过将所述对应用于车辆模型而得到的状态序列表示。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述节点的成本指示所述车辆从所述初始状态通过所述节点的状态到所述目标状态的行驶时间、所述车辆从所述初始状态通过所述节点的状态行驶到所述目标状态的距离中的一个或组合。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，为了选择所述可扩展节点，所述运动规划器被配置为按照其相应成本的顺序测试多个节点，并且选择所测试的节点中的具有降低所选节点的成本的所述无碰撞基元运动的第一个节点作为所述可扩展节点。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，为了扩展所述可扩展节点，所述运动规划器被配置为：

基于基元运动的集合中的各个基元运动与定义通往所述可扩展节点的所述图形的边缘的基元运动的相似度来对所述集合进行排序，以生成基元运动的有序集合；

从基元运动的所述有序集合选择降低所述可扩展节点的成本的第一无碰撞基元运动；并且

利用所述第一无碰撞基元运动来扩展所述图形。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述运动规划器从通往所述可扩展节点的边缘的基元运动开始测试所述基元运动。

6.根据权利要求4所述的系统，其中，所述运动规划器从包括通往所述可扩展节点的边缘的基元运动的驱动模式的基元运动开始测试所述基元运动，其中，所述驱动模式是向前驱动模式、向后驱动模式、直线驱动模式或转弯驱动模式。

7.根据权利要求4所述的系统，其中，所述运动规划器从具有最高优先级的所述可扩展节点的基元运动开始测试所述基元运动。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，如果所述基元运动通往成本低于所述可扩展节点的新子节点，则所述可扩展节点的所述基元运动的所述优先级增加；否则，所述可扩展节点的所述基元运动的所述优先级降低。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述优先级的增加或减少与所述可扩展节点和所述新子节点的成本差异线性成比例。

10.根据权利要求7所述的系统，其中，如果所述基元运动通往成本低于所述可扩展节点的新子节点，则所述可扩展节点的所述基元运动的所述优先级被设定为1；否则，所述可扩展节点的所述基元运动的所述优先级被设定为比所述1的所述优先级低的0。