[發(fā)明專利]一種密集行人環(huán)境下移動(dòng)機(jī)器人的視覺(jué)導(dǎo)航方法及裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110347180.0
• 申請(qǐng)日: 2021-03-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112947484A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉奇;李衍杰;龐璽政;陳美玲;呂少華;陳時(shí)雨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）
• 主分類號(hào): G05D1/02
• 分類號(hào): G05D1/02
• 代理公司: 深圳市添源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44451
• 代理人: 于標(biāo)

1.一種密集行人環(huán)境下移動(dòng)機(jī)器人的視覺(jué)導(dǎo)航方法，其特征在于，所述方法采用傳統(tǒng)路徑規(guī)劃和強(qiáng)化學(xué)習(xí)相結(jié)合的方式分別進(jìn)行全局路徑規(guī)劃和局部路徑規(guī)劃，所述方法包括：

S101、獲取機(jī)器人所處的靜態(tài)環(huán)境地圖及機(jī)器人自身起始和目標(biāo)點(diǎn)位置；

S102、使用Dijkstra算法為該起始-目標(biāo)點(diǎn)對(duì)規(guī)劃全局路徑；

S103、在上述規(guī)劃的全局路徑上按照固定距離生成多個(gè)全局路徑點(diǎn)，供后續(xù)局部路徑規(guī)劃使用；

S104、使用PPO算法跟隨上述全局路徑進(jìn)行局部路徑規(guī)劃。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述Dijkstra算法輸入?yún)?shù)包括靜態(tài)地圖、機(jī)器人當(dāng)前時(shí)刻位置和目標(biāo)點(diǎn)位置，輸出參數(shù)為全局路徑點(diǎn)；所述PPO算法輸入?yún)?shù)為2D RGB圖像、機(jī)器人當(dāng)前時(shí)刻位置和離機(jī)器人最近的全局路徑點(diǎn)位置，輸出參數(shù)為移動(dòng)機(jī)器人速度的大小和方向。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于：所述全局路徑規(guī)劃僅考慮移動(dòng)機(jī)器人所處的靜態(tài)地圖，使用傳統(tǒng)路徑規(guī)劃方法Dijkstra算法生成待實(shí)現(xiàn)起始-目標(biāo)點(diǎn)對(duì)的全局路徑。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于：所述局部路徑規(guī)劃完成每?jī)蓚€(gè)全局路徑點(diǎn)之間的局部導(dǎo)航任務(wù)，需根據(jù)RGB相機(jī)傳回的2D RGB圖像數(shù)據(jù)判斷移動(dòng)機(jī)器人附近的行人運(yùn)動(dòng)情況，并結(jié)合機(jī)器人當(dāng)前位置和最近的全局路徑點(diǎn)位置輸入PPO算法，使強(qiáng)化學(xué)習(xí)決策網(wǎng)絡(luò)能夠在跟隨規(guī)劃好的全局路徑的同時(shí)靈活躲避周圍的靜態(tài)障礙物和行人。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于：輸入PPO算法的2D RGB圖像數(shù)據(jù)預(yù)先經(jīng)過(guò)attention機(jī)制提取視覺(jué)特征。

6.一種密集行人環(huán)境下移動(dòng)機(jī)器人的視覺(jué)導(dǎo)航裝置，其特征在于，所述裝置包括：

獲取模塊，用于獲取機(jī)器人所處的靜態(tài)環(huán)境地圖及機(jī)器人自身起始和目標(biāo)點(diǎn)位置；

全局路徑規(guī)劃模塊，用于使用Dijkstra算法為該起始-目標(biāo)點(diǎn)對(duì)規(guī)劃全局路徑；

全局路徑點(diǎn)生成模塊，用于在上述規(guī)劃的全局路徑上按照固定距離生成多個(gè)全局路徑點(diǎn)，供后續(xù)局部路徑規(guī)劃使用；

局部路徑規(guī)劃模塊，用于采用PPO算法跟隨上述全局路徑進(jìn)行局部路徑規(guī)劃。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于：所述Dijkstra算法輸入?yún)?shù)包括靜態(tài)地圖、機(jī)器人當(dāng)前時(shí)刻位置和目標(biāo)點(diǎn)位置，輸出參數(shù)為全局路徑點(diǎn)；所述PPO算法輸入?yún)?shù)為2D RGB圖像、機(jī)器人當(dāng)前時(shí)刻位置和離機(jī)器人最近的全局路徑點(diǎn)位置，輸出參數(shù)為移動(dòng)機(jī)器人速度的大小和方向。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于：所述全局路徑規(guī)劃僅考慮移動(dòng)機(jī)器人所處的靜態(tài)地圖，使用傳統(tǒng)路徑規(guī)劃方法Dijkstra算法生成待實(shí)現(xiàn)起始-目標(biāo)點(diǎn)對(duì)的全局路徑。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于：所述局部路徑規(guī)劃完成每?jī)蓚€(gè)全局路徑點(diǎn)之間的局部導(dǎo)航任務(wù)，需根據(jù)RGB相機(jī)傳回的2D RGB圖像數(shù)據(jù)判斷移動(dòng)機(jī)器人附近的行人運(yùn)動(dòng)情況，并結(jié)合機(jī)器人當(dāng)前位置和最近的全局路徑點(diǎn)位置輸入PPO算法，使強(qiáng)化學(xué)習(xí)決策網(wǎng)絡(luò)能夠在跟隨規(guī)劃好的全局路徑的同時(shí)靈活躲避周圍的靜態(tài)障礙物和行人。

10.根據(jù)權(quán)利要求6-9任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于：輸入PPO算法的2D RGB圖像數(shù)據(jù)預(yù)先經(jīng)過(guò)attention機(jī)制提取視覺(jué)特征。