[发明专利]一种速度规划方法及系统

说明书

本申请提供了一种速度规划方法及系统，属于运动规划技术领域，具体包括获取路径信息；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；初始化缩放比例；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；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；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。通过本申请的处理方案，可以实现路径上不同位置或区段具有不同的速度限制情况下仍可进行良好的速度规划。

技术领域

本申请涉及运动规划技术领域，尤其涉及一种速度规划方法及系统。

背景技术

运动规划是移动机器人、自动驾驶车辆或无人机等智能体不可缺少的重要功能。运动规划通常包括路径规划和速度规划。路径规划的主要任务是寻找一条或多条连接起始位置和目标位置的满足约束条件的(如运动学约束)序列点或曲线。速度规划主要任务是根据已知的路径信息规划出一条或多条满足约束条件的(如动力学约束)与时间相关的轨迹序列。现有的速度规划方法可以分为两种：(1)对整段路径进行速度规划方法；(2)基于采样的动态规划方法。

对整段路径进行速度规划方法中又包括简单的将每个路径点赋予一个速度值、“梯形”速度曲线、“S”型速度曲线和样条曲线。在机器人和自动驾驶的许多场景中，通常会遇到如下问题：一条路径上的不同位置或区段具有不同的速度限制，如附图1和2所示。目前的对整段路径进行速度规划的方法均无法解决上述问题，即这些方法在进行速度规划时，无法考虑路径上的不同位置或区段具有不同的速度限制的情况。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种速度规划方法及系统，至少部分解决现有技术中存在的在进行速度规划时，无法考虑路径上的不同位置或区段具有不同的速度限制的情况的问题。

第一方面，本申请实施例提供一种速度规划方法，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。

第二方面，本申请实施例还提供一种速度规划系统，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；