[發(fā)明專利]用于移動(dòng)載具的路徑規(guī)劃方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810556654.0
• 申請(qǐng)日: 2018-06-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108896048A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳勇;龔建飛;陳鳳梧;張哲;湯馮煒;朱海微;管國(guó)祥;楊養(yǎng)文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江亞特電器有限公司;無(wú)錫卡爾曼導(dǎo)航技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01C21/20
• 分類號(hào): G01C21/20;G05D1/02
• 代理公司: 杭州華鼎知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 33217
• 代理人: 項(xiàng)軍

1.用于移動(dòng)載具的路徑規(guī)劃方法，其特征在于，所述路徑規(guī)劃方法，包括：

以柵格為最小單元對(duì)移動(dòng)載具的作業(yè)區(qū)域進(jìn)行分塊處理，得到作業(yè)區(qū)塊，在每個(gè)作業(yè)區(qū)塊中通過(guò)遍歷的方式進(jìn)行往復(fù)作業(yè)；

當(dāng)移動(dòng)載具在一個(gè)作業(yè)區(qū)塊中完成作業(yè)后，進(jìn)行跨區(qū)塊作業(yè)，在另一個(gè)作業(yè)區(qū)塊中同樣按遍歷的方式進(jìn)行往復(fù)作業(yè)；

其中，在每個(gè)作業(yè)區(qū)塊進(jìn)行作業(yè)的過(guò)程中對(duì)存在的障礙物采取繞行處理。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于移動(dòng)載具的路徑規(guī)劃方法，其特征在于，所述以柵格為最小單元對(duì)移動(dòng)載具的作業(yè)區(qū)域進(jìn)行分塊處理，得到作業(yè)區(qū)塊，包括：

步驟1，按行或按列掃描柵格地圖，以按列掃描為例，掃描柵格地圖第一列，獲取第一列中標(biāo)記為未作業(yè)柵格的連續(xù)線段個(gè)數(shù)，從1開(kāi)始為連續(xù)線段標(biāo)號(hào)，進(jìn)入步驟2；

步驟2，掃描下一列柵格，若標(biāo)記為未作業(yè)的連續(xù)線段個(gè)數(shù)與前一列連續(xù)線段個(gè)數(shù)相同，則該列中每個(gè)連續(xù)線段采用的標(biāo)號(hào)與前一列對(duì)應(yīng)連續(xù)線段相同，若標(biāo)記為未作業(yè)柵格的連續(xù)線段個(gè)數(shù)與前一列連續(xù)線段個(gè)數(shù)不同，則從當(dāng)前最大標(biāo)號(hào)加1開(kāi)始為該列的連續(xù)線段標(biāo)號(hào)，進(jìn)入步驟3；

步驟3，判斷該列是否為柵格地圖最后一列，若是，則區(qū)塊分割結(jié)束，若否，則進(jìn)入步驟2。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于移動(dòng)載具的路徑規(guī)劃方法，其特征在于，所述在每個(gè)作業(yè)區(qū)塊中通過(guò)遍歷的方式進(jìn)行往復(fù)作業(yè)，包括：

按行或按列掃描區(qū)塊柵格；

以按列掃描為例，對(duì)第一列柵格自下向上掃描，生成作業(yè)路徑；對(duì)第二列柵格從上往下掃描，生成作業(yè)路徑；對(duì)第三列柵格自下往上掃描，生成作業(yè)路徑，以此類推，每次切換到下一列，更改掃描方向，從而生成往復(fù)遍歷的作業(yè)路徑；

以按行掃描為例，對(duì)第一行柵格自右向左掃描，生成作業(yè)路徑；對(duì)第二行柵格從左往右掃描，生成作業(yè)路徑；對(duì)第三行柵格自右往左掃描，生成作業(yè)路徑，以此類推，每次切換到右一行，更改掃描方向，從而生成往復(fù)遍歷的作業(yè)路徑。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于移動(dòng)載具的路徑規(guī)劃方法，其特征在于，所述當(dāng)移動(dòng)載具在一個(gè)作業(yè)區(qū)塊中完成作業(yè)后，進(jìn)行跨區(qū)塊作業(yè)，包括：

步驟1，選取標(biāo)號(hào)為1的區(qū)塊作為當(dāng)前區(qū)塊；

步驟2，將當(dāng)前區(qū)塊標(biāo)記為已作業(yè)區(qū)塊，將該區(qū)塊標(biāo)號(hào)加入作業(yè)順序隊(duì)列，檢查該區(qū)塊的作業(yè)路徑終點(diǎn)柵格是否有相鄰的未作業(yè)區(qū)塊，若有，則選取該區(qū)塊作為下一個(gè)作業(yè)區(qū)塊，若無(wú)，則選擇距離終點(diǎn)柵格最近的未作業(yè)區(qū)塊作為下一個(gè)作業(yè)區(qū)塊，將下一個(gè)作業(yè)區(qū)塊作為當(dāng)前區(qū)塊，重復(fù)步驟2，直到所有區(qū)塊標(biāo)記為已作業(yè)區(qū)塊。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于移動(dòng)載具的路徑規(guī)劃方法，其特征在于，所述在每個(gè)作業(yè)區(qū)塊進(jìn)行作業(yè)的過(guò)程中對(duì)存在的障礙物采取繞行處理，包括：

步驟1，將上個(gè)區(qū)塊終點(diǎn)所在柵格作為中心，檢查上方柵格、下方柵格、左方柵格、右方柵格的標(biāo)記，對(duì)每個(gè)標(biāo)記為未作業(yè)柵格或已作業(yè)柵格的柵格，分別進(jìn)行步驟2；

步驟2，若該柵格下個(gè)區(qū)塊起點(diǎn)的對(duì)應(yīng)柵格，則找到作業(yè)機(jī)從上個(gè)區(qū)塊終點(diǎn)前往下個(gè)區(qū)塊起點(diǎn)的無(wú)障礙物路徑；否則，以該柵格作為中心，檢查上方柵格、下方柵格、左方柵格、右方柵格的標(biāo)記，對(duì)每個(gè)標(biāo)記為未作業(yè)柵格或已作業(yè)柵格的柵格，分別進(jìn)行步驟2。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于移動(dòng)載具的路徑規(guī)劃方法，其特征在于，所述規(guī)劃方法還包括在作業(yè)區(qū)域邊界的作業(yè)方法，包括：

步驟1，獲取草皮邊界的所有柵格坐標(biāo)數(shù)據(jù)，獲取柵格地圖中心的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，

步驟2，根據(jù)公式計(jì)算邊界修作業(yè)路徑點(diǎn)坐標(biāo)

其中(x_o,y_o)表示邊界柵格的坐標(biāo)，(x_c,y_c)表示地圖中心的坐標(biāo)，(x,y)表示路徑點(diǎn)的坐標(biāo)，d表示作業(yè)路徑縮進(jìn)寬度，

步驟3，根據(jù)公式每個(gè)邊界柵格的坐標(biāo)都能計(jì)算得到對(duì)應(yīng)的作業(yè)路徑點(diǎn)坐標(biāo)，將相鄰的作業(yè)路徑點(diǎn)相連，得到草皮邊界的修作業(yè)路徑。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于移動(dòng)載具的路徑規(guī)劃方法，其特征在于，所述方法還包括遇到障礙物的時(shí)候令移動(dòng)載具沿螺旋路徑作業(yè)的作業(yè)方法，所述作業(yè)方法包括：

步驟1，獲取障礙物邊界的所有柵格坐標(biāo)數(shù)據(jù)，獲取障礙物中心的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，

步驟2，將障礙物邊界的相鄰柵格坐標(biāo)點(diǎn)相連，構(gòu)成螺旋路徑的外圈，

步驟3，根據(jù)公式計(jì)算螺旋路徑的內(nèi)圈路徑點(diǎn)坐標(biāo)

其中(x_o,y_o)表示障礙物邊界柵格的坐標(biāo)，(x_c,y_c)表示障礙物中心的坐標(biāo)，(x,y)表示內(nèi)圈路徑點(diǎn)的坐標(biāo)，d表示作業(yè)路徑縮進(jìn)寬度，d的初始值為0，每次計(jì)算內(nèi)圈路徑點(diǎn)坐標(biāo)后，根據(jù)公式d＝d+Δ更新d的值，其中Δ表示迭代縮進(jìn)因子，是一個(gè)常數(shù)，

步驟4，根據(jù)公式每個(gè)障礙物邊界柵格的坐標(biāo)都能計(jì)算得到對(duì)應(yīng)的內(nèi)圈作業(yè)路徑點(diǎn)坐標(biāo)，將相鄰的內(nèi)圈作業(yè)路徑點(diǎn)相連，得到螺旋狀的內(nèi)圈作業(yè)路徑，將內(nèi)圈作業(yè)路徑與外圈作業(yè)路徑相連，得到障礙物邊界的修作業(yè)路徑，

步驟5，作業(yè)機(jī)沿著螺旋作業(yè)路徑修作業(yè)障礙物邊界，若與障礙物發(fā)生碰撞，則停止修作業(yè)，該障礙物邊界修作業(yè)完成。