[发明专利]生成无碰撞行进路径的方法和计算系统

说明书

本申请公开了生成无碰撞行进路径的方法和计算系统。根据各方面，一种生成无碰撞行进路径的方法包括：限定至少涵盖全局起始位置和全局目标位置的全局搜索区域；以及通过迭代确定无碰撞轨迹的集合，该无碰撞轨迹的集合经由一个或多个局部目标位置将全局起始位置连接至全局目标位置，每个迭代包括：在全局搜索区域内确定局部搜索区域；从全局障碍物地图确定与局部搜索区域相关联的局部障碍物地图；在局部搜索区域内限定局部起始位置以及一个或多个局部目标位置；以及考虑局部障碍物地图，在局部搜索区域中计算从局部起始位置到一个或多个局部目标位置的无碰撞轨迹。

技术领域

各方面总体上涉及生成无碰撞的行进路径的方法和计算系统。计算系统可以是任何类型的部分或完全自主行驶的交通工具的部分，例如，无人驾驶飞行器、地面机器人、无人驾驶水上船舶、无人驾驶航天器等。

背景技术

部分或完全自主行驶的交通工具可具有机载计算系统，以控制该交通工具沿预先定义的行进路径的行进(例如，任何类型的运动)。计算系统可包括一个或多个处理器、一个或多个存储器、或用于控制交通工具的运动的任何其他合适的组件。作为示例，可通过指令一个或多个电机控制器来控制交通工具的运动。交通工具的预先定义的行进路径可例如通过手动远程控制、航点控制、目标跟踪等来提供和/或修改。进一步地，障碍物检测和避免系统可被实现到部分或完全自主行驶的交通工具中，以避免交通工具与可能位于该交通工具附近的一个或多个障碍物的碰撞。作为示例，具有障碍物检测的交通工具可被配置成用于检测例如固体对象之类的障碍物并向交通工具的计算系统提供障碍物信息，并且该计算系统可被配置成用于使预先定义的行进路径适配成避免与所检测到的障碍物碰撞。障碍物信息可包括例如与相应的一个或多个障碍物有关的至少位置信息。作为示例，可使用障碍物信息来生成障碍物地图，可以利用该障碍物地图来避免与相应的障碍物的碰撞。一般而言，针对障碍物检测和避免所考虑的维度可取决于交通工具的类型以及交通工具运动的典型方式。作为示例，至少在一些场景中，地面机器人可使用二维地图(即，二维坐标系)来进行导航，并且至少在一些场景中，飞行器可使用三维地图(即，三维坐标系)来进行导航。

附图说明

贯穿附图，应注意，相同的附图标记用于描绘相同或相似的元件、特征和结构。这些附图不一定按比例绘制，而是一般着重于说明本公开的多个方面。在以下描述中，参照下面的附图描述本公开的一些方面，其中：

图1在示意性视图中示出根据各方面的交通工具；

图2在示意性视图中示出根据各方面的计算系统；

图3和图4分别示出根据各方面的用于生成无碰撞行进路径的方法的示意性流程图；

图5示出根据一些方面的多代理系统中的路径规划器场景；

图6示出根据一些方面的自适应路径规划算法的流程图；

图7在示意性视图中示出根据各方面的硬件架构；

图8A和图8B在示意性视图中示出根据各方面的裁剪模块的一个或多个功能；

图9在示意性视图中示出根据各方面的裁剪模块的一个或多个功能；

图10A、图10B和10C在示意性视图中示出根据各方面的从全局障碍物地图生成局部障碍物地图；

图11A和图11B在示意性视图中示出根据各方面的网格模块的一个或多个功能；

图12示出根据各方面的用于搜索网格单元的示例性质心计算；

图13A、图13B和图13C示出根据各方面的轨迹模块的一个或多个功能；以及

图14A和图14B示出根据各方面的路径生成模块的一个或多个功能。

具体实施方式

以下详细描述中对附图进行参考，附图通过图解说明示出了可在其中实施本公开的具体细节和方面。