[發明專利]一種用于機器人路徑規劃的行人軌跡預測方法

有效

• 申請號: 201710564076.0
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN107168342B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 白相林
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工大智慧工廠有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G06K9/62
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 劉娟娟

1.一種用于機器人路徑規劃的行人軌跡預測方法，其特征在于，所述方法基于預測區域全局進行預測，包括如下步驟：

(1)將整個預測區域按照一定的大小劃分成多個網格，記第x行第y列的網格為g(x，y)；

(2)針對任意一個網格g(x，y)，統計從不同方向V_i進入該網格的行人個數N(V_i，x，y)，其中1≤i≤D，D是方向的數量；

(3)在預定義的一段時間內，對以某一個方向進入某個網格的行人進行統計學習，通過對這些行人進入該網格前的歷史軌跡、進入該網格后的未來軌跡，以及該行人的目標點位置這三個方面來統計相應的行人數據；

(4)根據上述步驟得到行人數據，對行人的目標點進行聚類，設目標點的聚類結果為k個簇S₁，S₂，……，S_k；

(5)假設對于從方向V_i進入網格g(x，y)的行人中，歷史目標點位于簇S_j的行人個數為n(V_i,x,y,k)，則這些行人中，最后到達S_j的概率P(V_i,x,y,j)為：

(6)基于上述概率，以及目標行人的歷史軌跡，對目標行人的目標點進行預測；

該方法還包括行人目標點局部預測方法，所述局部預測方法包括：根據目標行人的歷史軌跡，確定目標行人由于其他影響者而發生軌跡變動的時刻T，設該時刻T目標行人F的坐標位置為(X_F，Y_F)，影響者E的坐標位置(X_E，Y_E)，以E為圓心做一個半徑為0.5米的個人空間圓P，過F做圓P的兩條切線m和n，相對于目標行人F，兩條切線m、n、圓P與視野邊界所圍成的范圍構成了圓P的后方，該后方即為目標行人的估計目標點范圍PDA。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述網格為邊長為0.5米的正方形。

3.根據權利要求1-2任意一項所述的方法，其特征在于，所述方向是事先劃分好的，將行人進入網格的方向均分成D個區間，同一個區間內的都認為是同一個方向。

4.根據權利要求1-2任意一項所述的方法，其特征在于，D＝8。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(4)中，采用改進的自動K-means聚類方法先對行人的目標點進行聚類，具體包括：首先規定最終的優化結果為每一簇各個點到這一簇中心點的平均距離D_avg(i)不超過最大平均中心距離D_MAX，其中i≤k；接著遍歷k，計算對于每一個k值每一簇的中心點平均距離D_avg(i,k)，直到某一個k值可以滿足對任意i∈[1,k]，D_avg(i,k)≤D_MAX，則認為聚類完成。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，根據目標行人最近時刻是從哪個方向進入到當前網格，則根據步驟(5)計算的概率獲取該行人未來目標點所在簇的概率分布，概率最高的目標點簇和當前位置的連線就是概率最高的未來軌跡。