[發(fā)明專利]一種基于時(shí)間節(jié)點(diǎn)的智能避障方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910296738.X
• 申請(qǐng)日: 2019-04-14
• 公開（公告）號(hào): CN110274596B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李文軒;趙紫微;方堃;謝金鋒;付家瑄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安燭龍智能科技有限公司
• 主分類號(hào): G01C21/20
• 分類號(hào): G01C21/20;G01C21/34
• 代理公司: 西安智萃知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 61221
• 代理人: 方力平

本發(fā)明具體涉及一種基于時(shí)間節(jié)點(diǎn)的智能避障方法，主要包括：對(duì)目標(biāo)的實(shí)時(shí)位置進(jìn)行精準(zhǔn)定位，獲得t時(shí)刻的目標(biāo)坐標(biāo)(x,y,t)；將平面劃分成方形網(wǎng)格，劃分坐標(biāo)點(diǎn)；1號(hào)目標(biāo)要從A到B，畫出所有從A到B的可通過(guò)路徑，比較判斷出一個(gè)最快路徑，并將這個(gè)最快路徑存到工作庫(kù)中；開始規(guī)劃2號(hào)目標(biāo)從C到D路徑，重復(fù)1號(hào)目標(biāo)的選擇路徑過(guò)程，并將該路徑與工作庫(kù)中的路徑進(jìn)行比較，如存在重合點(diǎn)，則判斷時(shí)間差，如時(shí)間差過(guò)小則存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)，重新規(guī)劃路線；結(jié)束后開始規(guī)劃3號(hào)目標(biāo)的路徑并以此類推，重復(fù)上述過(guò)程。本發(fā)明的智能避障方法根據(jù)目標(biāo)的行進(jìn)路徑進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)判，通過(guò)宏觀的預(yù)判，合理利用所有可通過(guò)路徑，減少等待現(xiàn)象與等待可能造成的癱瘓等問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于UWB技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于時(shí)間節(jié)點(diǎn)的智能避障方法。

背景技術(shù)

UWB是一種無(wú)載波通信技術(shù)，利用納秒至微秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)。通過(guò)在較寬的頻譜上傳送極低功率的信號(hào)，UWB能在10米左右的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)百M(fèi)bit/s至數(shù)Gbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。其抗干擾性能強(qiáng)，傳輸速率高，系統(tǒng)容量大發(fā)送功率非常小。UWB系統(tǒng)發(fā)射功率非常小，通信設(shè)備可以用小于1mW的發(fā)射功率就能實(shí)現(xiàn)通信。低發(fā)射功率大大延長(zhǎng)系統(tǒng)電源工作時(shí)間。而且，發(fā)射功率小，其電磁波輻射對(duì)人體的影響也會(huì)很小，應(yīng)用面就廣。將UWB技術(shù)應(yīng)用于智能避障是一個(gè)有新意的創(chuàng)意，通過(guò)宏觀的預(yù)判，調(diào)用所有資源，進(jìn)行智能避障。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供了一種基于時(shí)間節(jié)點(diǎn)的智能避障方法，根據(jù)目標(biāo)的行進(jìn)路徑進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)判，若存在風(fēng)險(xiǎn)則重新規(guī)劃路徑，可以避免目標(biāo)在同一路口的擁堵情況，通過(guò)宏觀的預(yù)判合理利用所有可通過(guò)路徑，提高效率，減少等待現(xiàn)象與等待造成的癱瘓等問(wèn)題。本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于時(shí)間節(jié)點(diǎn)的智能避障方法，主要包括如下步驟，

步驟一、精準(zhǔn)定位：對(duì)目標(biāo)的實(shí)時(shí)位置進(jìn)行精準(zhǔn)定位，獲得t時(shí)刻的目標(biāo)坐標(biāo)(x,y,t)；

步驟二、規(guī)劃路徑：

a)將平面劃分成方形網(wǎng)格，劃分坐標(biāo)點(diǎn)，簡(jiǎn)化搜索區(qū)域；

b)1號(hào)目標(biāo)要從A到B，畫出所有從A到B的可通過(guò)路徑，比較判斷出一個(gè)最快路徑，并將這個(gè)最快路徑存到工作庫(kù)中；

c)2號(hào)目標(biāo)進(jìn)場(chǎng)，重復(fù)1號(hào)目標(biāo)的選擇路徑過(guò)程，并將該路徑與工作庫(kù)中的路徑進(jìn)行比較，如存在重合點(diǎn)，則判斷時(shí)間差，如時(shí)間差過(guò)小則存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)，則重新規(guī)劃路線。

進(jìn)一步地，上述步驟二的具體步驟為：

1)假設(shè)在t₀時(shí)刻，1號(hào)目標(biāo)從要起點(diǎn)A到終點(diǎn)B，在當(dāng)前時(shí)刻，1號(hào)目標(biāo)將做如下搜索：從點(diǎn)A開始，作為一個(gè)待處理點(diǎn)存入一個(gè)“開啟列表”，在初始時(shí)刻，表中只有一個(gè)元素，但之后元素增多，形成一個(gè)待檢查的方格列表；標(biāo)記當(dāng)前目標(biāo)的行進(jìn)方向；尋找起點(diǎn)上下左右四個(gè)方向中可通過(guò)的方格并加入開啟列表，跳過(guò)無(wú)法通過(guò)的方格；從開啟列表中刪除點(diǎn)A，加入到一個(gè)“關(guān)閉列表”，列表中保存所有不需要再次檢查的方格；接著，選擇開啟列表中的臨近方格，重復(fù)前面的過(guò)程；

2)在t₁時(shí)間，2號(hào)目標(biāo)進(jìn)入近地區(qū)域，將2號(hào)目標(biāo)的最優(yōu)三維數(shù)組與工作庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，若存在相近點(diǎn)，那么該點(diǎn)被標(biāo)記為2號(hào)目標(biāo)不可行進(jìn)點(diǎn)，重新規(guī)劃路線直到新的路徑生成；

3)重復(fù)上述1)和2)過(guò)程，對(duì)任意時(shí)刻的目標(biāo)進(jìn)行路徑規(guī)劃。

進(jìn)一步地，上述步驟一具體包括如下步驟：

1)使用混合最小二乘法，直接處理由UWB標(biāo)簽發(fā)出的脈沖信號(hào)到基站接受脈沖信號(hào)的時(shí)間，得到定位初值；

2)用拉格朗日插值多項(xiàng)式處理近距離的點(diǎn)，提高坐標(biāo)的準(zhǔn)確度；

3)采用離群值檢測(cè)算法將因?yàn)橥饨缫蛩馗蓴_所造成的壞數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除；