[发明专利]一种基于概率模型的路径规划方法、系统及介质

权利要求书

1.一种基于概率模型的路径规划方法，其特征在于，包括下述步骤：

给定地图或点云上的起点和终点位置；

多次执行改进的RRT算法；

根据改进的RRT算法的随机性质构造概率转移矩阵；

基于概率转移矩阵以及概率模型进行路径规划；

在所得路径规划结果中，基于push动态规划算法进行最优路径计算，得到最优路径。

2.根据权利要求1所述一种基于概率模型的路径规划方法，其特征在于，所述改进的RRT算法具体为：

设起始位置为S₀，目标位置为S_t，最大步长为M，迭代以下步骤K次，得到RRT树T：

随机初始化一棵树T＝S₀；

生成随机状态x_r；

找到T中最近的节点x_n；

在区间[1，M]中生成随机数r_n；

用r_n生成新的可行状态x_p；

将x_p插入到T中。

3.根据权利要求1所述一种基于概率模型的路径规划方法，其特征在于，所述构造概率转移矩阵具体为：

设S_i为地图上给定的一个点，由改进的RRT算法计算得其可供转移的位置个数最多为z_i＝M²-1个，记此z_i个可供转移的位置为

执行改进的RRT算法足够多的次数，统计得从S_i转移到S_i，j的次数t_i，j；

令则从S_i转移到S_i，j的概率为p_i，j＝t_i，j/t_i；

概率转移矩阵P定义为矩阵(p_i，j)，即矩阵P的位置(i，j)处的值为p_i，j，若p_i，j不存在，则对应位置为0。

4.根据权利要求1所述一种基于概率模型的路径规划方法，其特征在于，所述基于概率转移矩阵以及概率模型进行路径规划具体为：

设给定的起始位置S₀和目标位置S_t之间存在N_p-1个点连成的无碰撞路径曲线，则从S₀和目标位置的路径曲线表示为度量路径S的发生概率为：

为寻找最优的路径S^*，使得M(S^*)最大，由上式取对数并取反得：

对E(S)求极小值即得基于RRT算法的确定性路径规划结果。

5.根据权利要求1所述一种基于概率模型的路径规划方法，其特征在于，所述进行最优路径计算具体为：

若S_k为最优路径S^*上的点，则：

D^*(S₀，S_j)＝D^*(S₀，S_j-1)+d(S_j-1，S_j)；

函数表示点S₀到点的最优路径，式D^*(S₀，S_j)＝D^*(S₀，S_j-1)+d(S_j-1，S_j)为动态规划的泛函方程，其中d(S_j-1，S_j)为边(S_j-1，S_j)的边长或权重。