[发明专利]基于B样条曲线的AGV路径二次优化方法、装置及介质

说明书

本发明公开了基于B样条曲线的AGV路径二次优化方法、装置及介质，方法包括：通过三次B样条插值方法得到初始拟合曲线，并通过非线性规划问题对其进行优化，得到第一优化轨迹路径；判断AGV在第一优化轨迹路径上行驶时角加速度是否突变；若是，则通过重新规划拟合曲线以及新增控制点的方式，来对第一优化轨迹路径进行优化，将第二次优化的结果作为AGV的最终行驶路径；若否，则将第一次优化得到的第一优化轨迹路径作为AGV的最终行驶路径。本申请对AGV的轨迹路径的光滑度进行优化，减小相邻路段接驳处的误差，消除AGV的角加速度和舵轮转角的突变影响，进而有效地提高了AGV路径轨迹的精度、质量以及性能，满足AGV的行驶要求。

技术领域

本发明涉及AGV控制技术领域，特别涉及基于B样条曲线的AGV路径二次优化方法、装置及介质。

背景技术

在智能AGV技术领域，路径规划是AGV的核心技术。路径规划是指生成从起点到终点不发生碰撞的静态几何轨迹线。轨迹规划为路径规划中的一种，轨迹规划是指AGV根据行为决策的结果以及车辆的行驶状态和环境信息，规划出车辆的行驶轨迹。通常，路径规划的评价指标一般包括路径是否最短、规划效率是否最高、路径平滑度是否良好等方面。在日常应用中，AGV小车往往要执行在特定地形、环境复杂地图下的任务。因此，不仅要注意在复杂环境下的路径规划，还要从全局路径规划的角度考虑规划路径的质量。

本领域中，路径规划方法关乎到AGV行驶时的性能。常见的路径规划方法主要有两种：多项式曲线拟合法和Beizer曲线法，这两种方法都能够规划生成符合AGV行驶需求的路径。然而，通过五次多项式曲线拟合法生成的路径无法让起终点的方向有更好的约束，并且拟合过程中存在精度损失。而由于Bez ier曲线的四个控制点中，仅存在有两个可以变动的方向控制点，导致通过Bez ier曲线生成的路径上存在很多曲率较大的地方，使得在行驶过程中AGV的舵轮角速度和舵轮转角极为容易发生突变，进而导致AGV跟随轨迹路径行驶时，出现偏离路径的现象。

鉴于此，有必要提供一种降低舵轮角速度和转角突变影响，提高路径规划的精度和质量的方法及系统。

发明内容

本发明的目的是提供基于B样条曲线的AGV路径二次优化方法、装置及介质，以降低在行驶过程中AGV的舵轮角速度和舵轮转角突变带来的影响，提高路径规划的精度和质量，保证AGV平稳行驶。

本发明解决其技术问题的解决方案是：第一方面，本申请实施例提供基于B样条曲线的AGV路径二次优化方法,包括如下步骤：

S100，获取场景地图，确定AGV在所述场景地图中行驶路径的起点和终点，根据路径的长度量级选取六个控制点，构成控制点集合，所述控制点集合包括所述起点和所述终点；

S200，采用三次B样条插值方法对所述控制点集合进行插值，得到从所述起点到所述终点的初始拟合曲线，所述初始拟合曲线由若干个离散点构成；

S300，根据所述若干个离散点确定非线性规划问题，当所述非线性规划问题存在最优解时，根据所述最优解构建特性最优曲线；

S400，将所述特性最优曲线作为AGV的第一优化轨迹路径，并判断AGV在所述第一优化轨迹路径上行驶的过程中，其舵轮角加速度是否突变；如果否，则将所述第一优化轨迹路径作为AGV的最终行驶路径；如果是，则转至S500；

S500，当所述舵轮角加速度出现突变时，将所述第一优化轨迹路径重新规划为包括八个端点和七条路径段的新拟合曲线，通过所述新拟合曲线求得若干个辅助控制点；

S600，将所述若干个辅助控制点作为新增控制点添加至所述控制点集合中，循环执行S200-S400。

在一些实施例中，S200中，所述采用三次B样条插值方法对所述控制点集合进行插值，得到从所述起点到所述终点的初始拟合曲线，包括：