[發明專利]一種針對靜態場景的編隊避障方法

在審

• 申請號: 202011590841.4
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112698659A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 武梅麗文;王蒙一;王曉東;宋勛
• 申請（專利權）人: 北京電子工程總體研究所
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 毛唯鳴

1.一種針對靜態場景的編隊避障方法，其特征在于，所述方法包括：

識別障礙物并進行標記，獲得障礙物點集，其中，所述障礙物點集包括靜態障礙物點集和編隊內的非本機智能體點集；

計算所述靜態障礙物點集和所述編隊內的非本機智能體點集內所有的點相對于本機點的速度錐范圍；

基于所述速度錐范圍判斷是否發生碰撞，并執行以下步驟：

若判斷至少存在一個障礙物點將會發生碰撞，則重新規劃航線；

若判斷已經發生碰撞，則執行逃逸模式；

若判斷不存在碰撞的障礙物點，則繼續執行編隊。

2.根據權利要求1所述的編隊避障方法，其特征在于，本機標記為P₀，靜態障礙物點集標記為A，編隊內的非本機智能體點集標記為P，其中所述計算所述靜態障礙物點集A和所述編隊內的非本機智能體點集P內所有的點相對于本機P₀的速度錐范圍包括：

確定所述靜態障礙物點集A中一靜態障礙物的安全半徑d_a；

確定本機P₀的安全半徑d_p；

確定該靜態障礙物的安全圈，所述安全圈的圓心為該靜態障礙物的坐標，所述安全圈的半徑為所述靜態障礙物的安全半徑d_a與所述本機P₀的安全半徑d_p的疊加之和；

確定所述速度錐的邊界為本機P₀到該靜態障礙物的安全圈的兩條切線；及

根據所述障礙物A的安全圈及所述速度錐的邊界確定所述速度錐范圍。

3.根據權利要求2所述的編隊避障方法，其特征在于，所述基于所述速度錐范圍判斷是否發生碰撞包括：

確定所述靜態障礙物的運動速度v_a；

確定本機P₀的運動速度v_p；

確定所述本機P₀到該靜態障礙物的合速度v_pa；

若所述合速度v_pa落在所述速度錐范圍內且本機P₀位于所述靜態障礙物的安全圈范圍外，則判斷將會發生碰撞；

若所述合速度v_pa落在所述速度錐范圍內且本機P₀位于所述靜態障礙物的安全圈范圍內，則判斷已經發生碰撞；及

若所述合速度v_pa沒有落在所述速度錐范圍內，則判斷不會發生碰撞。

4.根據權利要求3所述的編隊避障方法，其特征在于，所述若判斷至少存在一個障礙物點將會發生碰撞，則重新規劃航線包括：

解除編隊，計算可行區域；

提取可行區域的邊界相位值；

選擇目標邊界及目標邊界從屬的目標障礙物；及

針對所述目標邊界規劃航線。

5.根據權利要求4中所述的編隊避障方法，其特征在于，探測范圍表示為由探測半徑和探測角度構成的扇形區域，其中該探測區域的最外側邊界相位值分比表示為b₁和b₂，其中b₁小于b₂；

所述計算可行區域包括：

基于所述探測范圍和將會發生碰撞的靜態障礙物的速度錐的相位范圍計算所述可行區域，所述可行區域為[b₁,b₂]的子集且排除所述靜態障礙物所對應的邊界相位值。

6.根據權利要求5所述的編隊避障方法，其特征在于，所述提取可行區域的邊界相位值包括：

在上述可行區域的相位邊界值中，選擇距離本機速度方向差角最小的相位邊界值作為所述可行區域的邊界相位值。

7.根據權利要求6所述的編隊避障方法，其特征在于，所述選擇目標邊界及目標邊界從屬的目標障礙物包括：

選擇所述可行區域的邊界相位值作為所述目標邊界；及

選擇所述可行區域的邊界相位值對應的障礙物點為目標障礙物。