[發(fā)明專利]一種用于機器人路徑規(guī)劃的行人軌跡預測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710564076.0
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN107168342B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發(fā)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(yè)騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 劉娟娟

本發(fā)明涉及一種用于機器人路徑規(guī)劃的行人軌跡預測方法，所述方法包括全局預測方法與局部預測方法，所述全局預測方法將預測區(qū)域劃分網(wǎng)格，根據(jù)歷史行人軌跡對從某個方向進入某個網(wǎng)格的目標點的概率進行統(tǒng)計，根據(jù)該概率預測行人軌跡；所述局部預測方法在目標行人軌跡發(fā)生變化時，基于其影響者的位置預測其目標點區(qū)域。本發(fā)明可以有效地預測行人的未來行進軌跡，從而為機器人自身的行進提供指導，提高了機器人路徑規(guī)劃的效率。

【技術領域】

本發(fā)明涉及行人模式分析領域，具體涉及一種用于機器人路徑規(guī)劃的行人軌跡預測方法。

【背景技術】

隨著近年來機器人行業(yè)的發(fā)展，機器人不再只存在于生產(chǎn)線上，社交型機器人逐漸進入了人們的日常生活，它們通過在日常環(huán)境中與用戶進行近距離交互，來提供一些社交類服務。在人機交互的環(huán)境中，最重要的一點就是行人的安全問題，如何科學地避障行人、避免阻塞行人成為服務機器人導航任務中的首要任務。在避障問題上，對于靜態(tài)障礙物的避障已經(jīng)較好地被解決，但是對有意識的行人避障不能簡單地當成靜態(tài)障礙物處理，如若處理不當可能會阻礙行人未來軌跡，給行人來帶不好的體驗。所以如何合理地避障移動中的行人是目前服務機器人研究的一個重要目標。

【發(fā)明內(nèi)容】

為了解決現(xiàn)有技術中的上述問題，本發(fā)明提出了一種用于機器人路徑規(guī)劃的行人軌跡預測方法。

本發(fā)明采用的技術方案具體如下：

一種用于機器人路徑規(guī)劃的行人軌跡預測方法，所述方法基于預測區(qū)域全局進行預測，包括如下步驟：

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

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

(3)在預定義的一段時間內(nèi)，對以某一個方向進入某個網(wǎng)格的行人進行統(tǒng)計學習，通過對這些行人進入該網(wǎng)格前的歷史軌跡、進入該網(wǎng)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(tǒng)計相應的行人數(shù)據(jù)；

(4)根據(jù)上述步驟得到行人數(shù)據(jù)，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(wǎng)格g(x，y)的行人中，歷史目標點位于簇S_j的行人個數(shù)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。

進一步地，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(jù)目標行人的歷史軌跡，確定目標行人由于其他影響者而發(fā)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(XF，YF)，影響者E的坐標位置(XE，YE)，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。

進一步地，所述網(wǎng)格為邊長為0.5米的正方形。

進一步地，所述方向是事先劃分好的，將行人進入網(wǎng)格的方向分成D個區(qū)間，同一個區(qū)間內(nèi)的都認為是同一個方向Vi。

進一步地，D＝8。