[发明专利]用于对能运动的物体进行轨迹规划的方法

说明书

本发明涉及一种用于在基于规则的轨迹规划系统中确定用于能运动的物体、特别是车辆的运动轨迹的方法，其中规则违反包括状态规则违反和/或转换规则违反，其中状态规则违反表明状态规则的违反，对于所述状态规则的违反则表明能运动的物体的不允许的状态，并且转换规则违反表明转换规则的违反，对于转换规则的违反则表明不允许的状态转换，其中为状态规则违反分配有违反成本的取决于时间的成本量并且为转换规则违反分配有违反成本的固定的、特别是不取决于时间的成本量，使得用于运动轨迹的总成本对每个违反能违反的规则的轨迹区段来说取决于为所违反的规则分配的取决于时间的或者固定的成本量。

技术领域

本发明一般涉及用于在考虑到允许的规则违反的情况下对能运动的物体进行基于规则的轨迹规划的方法。

背景技术

对于基于规则的轨迹规划来说，通常考虑到一组预先给定的规则，以用于求取两个位置之间的有意义的轨迹。例如，对于规则描述来说，能够使用逻辑描述语言、所谓的线性时序逻辑（LTL），所述线性时序逻辑以LTL规范的形式来反映（abbilden）任务规范。从LTL规范中能够根据规则来计划并且优化允许的运动轨迹。

在基于规则的规划系统中为能运动的物体进行的轨迹规划基于对于成本函数的计算，借助于所述成本函数对轨迹进行迭代的优化。通常按优化目标在对于能运动的物体沿着轨迹运动所需要的时间、所需要的能耗等的最小化的基础上来执行优化。但是，问题在于，要定义有效的成本函数的问题，该成本函数考虑到违反能违反的规则这种情况。用于规则的违反的成本的参数化在此代表着一种特殊的困难。

例如，从2013年12月第52届IEEE关于决策和控制的会议（52^nd IEEE Conferenceon Decision and Control）第3217-3224页，L.I.Reyes Castro等人的“基于增量采样的最小违规运动规划算法、Incremental sampling-based algorithm for minimum-violationmotion planning”中得知一种轨迹规划技术，在该轨迹规划技术中以相互矛盾的移动规则来求取最挂的运动轨迹，其方法是，将用于规则违反的成本分配给相应的规则。

2017年5月IEEE关于机器人与自动化的国际会议（ICRA）第1481-1488页，C.-I.Vasile等人的公开文献“针对按需移动的最小违规scLTL运动规划、Minimum-violationscLTL motion planning for mobility-on-demand”额外地公开对轨迹规划进行整合（integrieren），其中如果规则不能通过预先给定的一组句法上的scLTL规则来说明，则分配规则的违反的成本。

因此，一种需求在于，针对轨迹确定方法在轨迹规划时说明用于规则的违反的违反成本。

发明内容

根据本发明，提供了根据权利要求1所述的一种用于确定用于能运动的物体的运动轨迹的方法和根据并列权利要求所述的一种用于引导能运动的物体的方法、一种装置和一种能运动的物体。

其它设计方案在从属权利要求中得到了说明。

根据第一方面，提供了一种用于在基于规则的轨迹规划系统中确定用于能运动的物体、特别是车辆的运动轨迹的方法，其中在总成本最小化的基础上根据成本函数来执行轨迹规划，以用于确定运动轨迹，其中成本函数考虑到如下违反成本，对运动轨迹的每个轨迹区段来说所述违反成本从一个或者多个能违反的规则关于轨迹区段的、可能的相应的违反中得出，其中规则违反包括状态规则违反和/或转换规则违反，其中状态规则违反表明状态规则的违反，对于所述状态规则的违反则表明能运动的物体的不允许的状态，并且转换规则违反表明转换规则的违反，对于所述转换规则的违反则表明不允许的状态转换，其中为状态规则违反分配有违反成本的取决于时间的成本量并且为转换规则违反分配有违反成本的固定的、特别是不取决于时间的成本量，从而对于每个违反能违反的规则的轨迹区段来说用于运动轨迹的总成本取决于与为所违反的规则所分配的取决于时间的或固定的成本量。