抵近运动目标的路径规划方法、装置、设备及存储介质与流程

    技术2024-12-07  16


    本公开涉及路径规划领域,特别是涉及一种抵近运动目标的路径规划方法、装置、设备及存储介质。


    背景技术:

    1、一般的路径规划问题的求解方案,主要是根据能耗、路程时间等性能指标,保证在存在障碍物的环境下,规划出一条从初始位置到目标位置的最优路径。

    2、在抵近运动目标的路径规划问题中,由于要抵近的运动目标是运动的,使得要到达的目标位置是不确定的,进而无法利用路径规划算法直接求取抵近运动目标的最优路径。

    3、因此,需要一种能够求解抵近运动目标的路径规划问题的路径规划方案。


    技术实现思路

    1、本公开要解决的一个技术问题是,如何设计一种能够求解抵近运动目标的路径规划问题的路径规划方案。

    2、根据本公开的第一个方面,提供了一种抵近运动目标的路径规划方法,包括:在第一运动物体的第一运动路径上设定多个终点位置;确定第二运动物体从同一起始位置分别到各个所述终点位置的第二运动路径;从多条所述第二运动路径中选择第二运动物体到达终点位置的第二时刻晚于第一运动物体到达该终点位置的第一时刻的第二运动路径,以便所述第二运动物体基于选择的第二运动路径抵近所述第一运动物体。

    3、可选地,所述第二运动物体为抵近所述第一运动物体而行驶的运动路径包括选择的第二运动路径和第三运动路径,所述第三运动路径为所述第二运动物体到达终点位置后沿着所述第一运动路径追及所述第一运动物体而行驶的运动路径。

    4、可选地,该方法还包括:若选择的第二运动路径为多条,则从选择的第二运动路径中进一步选择抵近时刻最早的第二运动路径,所述抵近时刻等于所述第二时刻加上所述运动物体到达所述终点位置后为抵近所述第一运动物体所需的追及时长。

    5、可选地,确定第二运动物体从同一起始位置分别到各个所述终点位置的第二运动路径,包括:利用单源最短路径算法确定所述第二运动物体从同一起始位置分别到各个所述终点位置的第二运动路径。

    6、可选地,该方法还包括:基于所述第二运动物体的转向能力设定最短直线行驶距离和/或转向限制角度,所述最短直线行驶距离用于表征所述第二运动物体为实现转向而需最短行驶的直线距离,所述转向限制角度用于表征所述第二运动物体为实现转向需要符合的角度限制条件;基于所述最短直线行驶距离和/或所述转向限制角度,优化所述单源最短路径算法,其中,利用单源最短路径算法确定所述第二运动物体从同一起始位置分别到各个所述终点位置的最短路径,包括:基于优化后的单源最短路径算法确定所述第二运动物体从同一起始位置分别到各个所述终点位置的最短路径。

    7、可选地,优化后的单源最短路径算法被配置为,在基于第一节点与第二节点之间的距离计算由起始位置到达所述第二节点的最短路径长度时,忽略与所述第二节点之间的距离小于所述最短直线行驶距离或者进入方向不符合所述转向限制角度的第一节点。

    8、可选地,优化后的单源最短路径算法被配置为,基于如下公式计算由起始位置到达所述第二节点的最短路径长度,

    9、

    10、其中,i为第二节点,j为第一节点,dist[i][dir]表示由起始位置到达第二节点i且进入方向为dir时的最短路径长度,dirk表示第一节点j的进入方向,dist[j][dirk]表示由起始位置到达第一节点j且进入方向为dirk时的最短路径长度,edge[j][i]表示第二节点i与第一节点j之间的距离,r表示钝角限制度数,d表示最短直线行驶距离。length(edge[j][i])表示第二节点i与第一节点j之间的距离长度。

    11、可选地,该方法还包括:将所述第二运动物体在各个节点的进入方向映射为预先设定的多个方向中一个方向。

    12、可选地,在利用单源最短路径算法确定所述第二运动物体从同一起始位置分别到各个所述终点位置的最短路径之前,该方法还包括:对禁止运动区域进行放大处理;基于放大后的禁止运动区域确定安全运动区域。

    13、可选地,所述第一运动路径为直线或曲率小于第一阈值的曲线。

    14、根据本公开的第二个方面,还提供了一种抵近运动目标的路径规划装置,包括:第一设定模块,用于在第一运动物体的第一运动路径上设定多个终点位置;路径规划模块,用于确定第二运动物体从同一起始位置分别到各个所述终点位置的第二运动路径;选择模块,用于从多条所述第二运动路径中选择第二运动物体到达终点位置的第二时刻晚于第一运动物体到达该终点位置的第一时刻的第二运动路径,以便所述第二运动物体基于选择的第二运动路径抵近所述第一运动物体。

    15、可选地,所述第二运动物体为抵近所述第一运动物体而行驶的运动路径包括选择的第二运动路径和第三运动路径,所述第三运动路径为所述第二运动物体到达终点位置后沿着所述第一运动路径追及所述第一运动物体而行驶的运动路径。

    16、可选地,若选择的第二运动路径为多条,则所述选择模块从选择的第二运动路径中进一步选择抵近时刻最早的第二运动路径,所述抵近时刻等于所述第二时刻加上所述运动物体到达所述终点位置后为抵近所述第一运动物体所需的追及时长。

    17、可选地,所述路径规划模块利用单源最短路径算法确定所述第二运动物体从同一起始位置分别到各个所述终点位置的第二运动路径。

    18、可选地,该装置还包括:第二设定模块,用于基于所述第二运动物体的转向能力设定最短直线行驶距离和/或转向限制角度,所述最短直线行驶距离用于表征所述第二运动物体为实现转向而需最短行驶的直线距离,所述转向限制角度用于表征所述第二运动物体为实现转向需要符合的角度限制条件;优化模块,用于基于所述最短直线行驶距离和/或所述转向限制角度,优化所述单源最短路径算法,其中,所述路径规划模块基于优化后的单源最短路径算法确定所述第二运动物体从同一起始位置分别到各个所述终点位置的最短路径。

    19、可选地,优化后的单源最短路径算法被配置为,在基于第一节点与第二节点之间的距离计算由起始位置到达所述第二节点的最短路径长度时,忽略与所述第二节点之间的距离小于所述最短直线行驶距离或者进入方向不符合所述转向限制角度的第一节点。

    20、可选地,优化后的单源最短路径算法被配置为,基于如下公式计算由起始位置到达所述第二节点的最短路径长度,

    21、

    22、其中,i为第二节点,j为第一节点,dist[i][dir]表示由起始位置到达第二节点i且进入方向为dir时的最短路径长度,dirk表示第一节点j的进入方向,dist[j][dirk]表示由起始位置到达第一节点j且进入方向为dirk时的最短路径长度,edge[j][i]表示第二节点i与第一节点j之间的距离,r表示钝角限制度数,d表示最短直线行驶距离。length(edge[j][i])表示第二节点i与第一节点j之间的距离长度。

    23、可选地,该装置还包括:映射模块,用于将所述第二运动物体在各个节点的进入方向映射为预先设定的多个方向中一个方向。

    24、可选地,该装置还包括:安全区域计算模块,用于在所述路径规划模块利用单源最短路径算法确定所述第二运动物体从同一起始位置分别到各个所述终点位置的最短路径之前,对禁止运动区域进行放大处理,并基于放大后的禁止运动区域确定安全运动区域。

    25、可选地,所述第一运动路径为直线或曲率小于第一阈值的曲线。

    26、根据本公开的第三个方面,提供了一种计算设备,包括:处理器;以及存储器,其上存储有可执行代码,当可执行代码被处理器执行时,使处理器执行如上述第一方面所述的方法。

    27、根据本公开的第四个方面,提供了一种计算机程序产品,包括可执行代码,当所述可执行代码被电子设备的处理器执行时,使所述处理器执行如上述第一方面所述的方法。

    28、根据本公开的第五个方面,提供了一种非暂时性机器可读存储介质,其上存储有可执行代码,当可执行代码被电子设备的处理器执行时,使处理器执行如上述第一方面所述的方法。

    29、由此,本公开通过在第一运动物体的第一运动路径上设定多个终点位置,并从第二运动物体从同一起始位置分别到各个终点位置的第二运动路径中选择第二运动物体到达终点位置的第二时刻晚于第一运动物体到达该终点位置的第一时刻的第二运动路径,即可得到第二运动物体抵近第一运动物体的运动路径,整个路径规划过程简单有效且易于实现。


    技术特征:

    1.一种抵近运动目标的路径规划方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,

    3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:

    4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,确定第二运动物体从同一起始位置分别到各个所述终点位置的第二运动路径,包括:

    5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,还包括:

    6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,优化后的单源最短路径算法被配置为,在基于第一节点与第二节点之间的距离计算由起始位置到达所述第二节点的最短路径长度时,忽略与所述第二节点之间的距离小于所述最短直线行驶距离或者进入方向不符合所述转向限制角度的第一节点。

    7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,

    8.一种抵近运动目标的路径规划装置,其特征在于,包括:

    9.一种计算设备,包括:

    10.一种非暂时性机器可读存储介质,其上存储有可执行代码,当所述可执行代码被电子设备的处理器执行时,使所述处理器执行如权利要求1至7中任何一项所述的方法。


    技术总结
    本公开涉及一种抵近运动目标的路径规划方法、装置、设备及存储介质。在第一运动物体的第一运动路径上设定多个终点位置;确定第二运动物体从同一起始位置分别到各个所述终点位置的第二运动路径;从多条所述第二运动路径中选择第二运动物体到达终点位置的第二时刻晚于第一运动物体到达该终点位置的第一时刻的第二运动路径,以便所述第二运动物体基于选择的第二运动路径抵近所述第一运动物体。由此,整个路径规划过程简单有效且易于实现。

    技术研发人员:李佳骏
    受保护的技术使用者:第四范式(北京)技术有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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