[发明专利]一种速度规划方法及系统

权利要求书

1.一种速度规划方法，其特征在于，所述速度规划方法包括：

获取路径信息，包括路径点、路径点的坐标和最大速度以及运动主体的最大加速度和最大加加速度；

划分路径段，将路径划分为若干个路径段，并获取各路径段的累计长度与各路径段的最大速度的关系，其中，具有相同路径点最大速度的连续路径点为一个路径段，相邻两个路径段之间共有的路径点为衔接点；

初始化缩放比例，缩放比例用于对各路径段的最大速度和运动主体的最大加速度进行缩放；

第一速度规划，用于对各路径段的累计长度与各路径段的最大速度的关系进行优化，包括根据各路径段的长度、缩放后的各路径段的最大速度和运动主体的最大加速度，计算由于运动主体的最大加速度限制导致的各衔接点的速度信息和各路径段内不同速度类型的时间，并对计算结果进行采样完成第一速度规划的计算；

第二速度规划，利用优化算法以及运动主体的最大加速度和最大加加速度对第一速度规划的结果进行优化，得到第二速度规划，利用优化算法进行优化包括确定优化变量、目标函数和约束条件；

若第二速度规划失败，需更改缩放比例，重复第一速度规划和第二速度规划的计算。

2.根据权利要求1所述的速度规划方法，其特征在于，所述计算由于所述运动主体的最大加速度限制导致的各衔接点的速度信息，具体包括：前向计算各衔接点的速度和反向计算由于被后段路径限制的衔接点速度，其中，所述前向为顺着路径点的顺序，所述反向为逆着路径点的顺序。

3.根据权利要求2所述的速度规划方法，其特征在于，所述前向计算各衔接点的速度和所述反向计算由于被后段路径限制的衔接点速度均包括：计算由前一段路径限制的衔接点的速度和由后一段路径限制的衔接点的速度。

4.根据权利要求1所述的速度规划方法，其特征在于，所述速度类型包括加速、恒速和减速。

5.根据权利要求1所述的速度规划方法，其特征在于，所述对计算结果进行采样之前还包括对计算结果进行重组，并获取重组后的时间、路程、速度、加速度和速度类型的集合。

6.根据权利要求5所述的速度规划方法，其特征在于，所述对计算结果进行采样包括：设置具有相同时间间隔的时间点，按照时间顺序在所述时间的集合中找到所述时间点对应的索引，根据所述索引分别对不同所述速度类型下的路程、速度和加速度进行采样。

7.根据权利要求1所述的速度规划方法，其特征在于，所述优化变量包括各所述路径段的路程、速度和加速度；所述约束条件包括对各所述优化变量的边界范围约束、所述加速度的不等式约束和各所述优化变量的等式约束，所述等式约束包括初始状态约束、终止状态约束和中间状态约束。

8.一种速度规划系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取路径信息，包括路径点、路径点的坐标和最大速度以及运动主体的最大加速度和最大加加速度；

路径段划分模块，用于划分路径段，将路径划分为若干个路径段，并获取各路径段的累计长度与各路径段的最大速度的关系，其中，具有相同路径点最大速度的连续路径点为一个路径段，相邻两个路径段之间共有的路径点为衔接点；

缩放比例输入模块，用于初始化缩放比例，缩放比例用于对各路径段的最大速度和运动主体的最大加速度进行缩放；

第一计算模块，用于第一速度规划的计算，用于对各路径段的累计长度与各路径段的最大速度的关系进行优化，包括根据各路径段的长度、缩放后的各路径段的最大速度和运动主体的最大加速度，计算由于运动主体的最大加速度限制导致的各衔接点的速度信息和各路径段内不同速度类型的时间，并对计算结果进行采样完成第一速度规划的计算；

第二计算模块，用于第二速度规划的计算，利用优化算法以及运动主体的最大加速度和最大加加速度对第一速度规划的结果进行优化，得到第二速度规划，利用优化算法进行优化包括确定优化变量、目标函数和约束条件；若第二速度规划失败，需更改缩放比例，重复第一速度规划和第二速度规划的计算。