[發(fā)明專利]導(dǎo)航方法、裝置、存儲(chǔ)介質(zhì)及設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110420519.5
• 申請(qǐng)日: 2021-04-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113108796B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊陶政;孔濤;李磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京有竹居網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01C21/20
• 分類號(hào): G01C21/20
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)智匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11659
• 代理人: 范坤坤

1.一種導(dǎo)航方法，其特征在于，包括：

根據(jù)機(jī)器人的當(dāng)前位置和導(dǎo)航請(qǐng)求中的終點(diǎn)位置確定目標(biāo)地圖中的全局規(guī)劃路徑；

基于局部規(guī)劃范圍確定所述全局規(guī)劃路徑中對(duì)應(yīng)的初始局部路徑，其中，所述局部規(guī)劃范圍與局部代價(jià)地圖的邊界相對(duì)應(yīng)，所述局部代價(jià)地圖中包含所述局部規(guī)劃范圍內(nèi)的障礙物信息；

根據(jù)所述初始局部路徑和所述局部代價(jià)地圖生成對(duì)應(yīng)的局部規(guī)劃路徑；

根據(jù)所述局部規(guī)劃路徑和所述機(jī)器人對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)機(jī)器人模型生成所述機(jī)器人的導(dǎo)航控制指令。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根據(jù)機(jī)器人的當(dāng)前位置和導(dǎo)航請(qǐng)求中的終點(diǎn)位置確定目標(biāo)地圖中的全局規(guī)劃路徑之前，還包括：

獲取機(jī)器人所處環(huán)境對(duì)應(yīng)的拓?fù)渎肪W(wǎng)，根據(jù)所述拓?fù)渎肪W(wǎng)確定目標(biāo)地圖。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根據(jù)機(jī)器人的當(dāng)前位置和導(dǎo)航請(qǐng)求中的終點(diǎn)位置確定目標(biāo)地圖中的全局規(guī)劃路徑之前，還包括：

獲取機(jī)器人所處環(huán)境對(duì)應(yīng)的柵格，根據(jù)所述柵格確定目標(biāo)地圖。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述初始局部路徑和所述局部代價(jià)地圖生成對(duì)應(yīng)的局部規(guī)劃路徑，包括：

基于預(yù)設(shè)搜索方法根據(jù)所述初始局部路徑和所述局部代價(jià)地圖生成對(duì)應(yīng)的局部規(guī)劃路徑，其中，所述預(yù)設(shè)搜索方法以局部規(guī)劃路徑接近所述初始局部路徑且避開(kāi)障礙物為目標(biāo)進(jìn)行搜索，所述預(yù)設(shè)搜索方法包括A星算法、D星算法和最短路徑算法Dijkasta中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述局部規(guī)劃路徑和所述機(jī)器人對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)機(jī)器人模型生成所述機(jī)器人的導(dǎo)航控制指令，包括：

獲取所述局部規(guī)劃路徑中的局部起點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第一機(jī)器人狀態(tài)和局部終點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第二機(jī)器人狀態(tài)；

利用所述局部規(guī)劃路徑、所述第一機(jī)器人狀態(tài)、所述第二機(jī)器人狀態(tài)、所述機(jī)器人對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)機(jī)器人模型、以及控制步長(zhǎng)，生成所述機(jī)器人的下一個(gè)控制步長(zhǎng)內(nèi)的與最終導(dǎo)航路徑對(duì)應(yīng)的導(dǎo)航控制指令。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述利用所述局部規(guī)劃路徑、所述第一機(jī)器人狀態(tài)、所述第二機(jī)器人狀態(tài)、所述機(jī)器人對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)機(jī)器人模型、以及控制步長(zhǎng)，生成所述機(jī)器人的下一個(gè)控制步長(zhǎng)內(nèi)的與最終導(dǎo)航路徑對(duì)應(yīng)的導(dǎo)航控制指令，包括：

基于模型預(yù)測(cè)控制算法利用所述局部規(guī)劃路徑、所述第一機(jī)器人狀態(tài)、所述第二機(jī)器人狀態(tài)、所述機(jī)器人對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)機(jī)器人模型、以及控制步長(zhǎng)構(gòu)建代價(jià)函數(shù)和約束條件，其中，所述代價(jià)函數(shù)中包含導(dǎo)航控制指令對(duì)應(yīng)的參數(shù)；

基于所述約束條件以所述代價(jià)函數(shù)的取值最小為目標(biāo)對(duì)所述代價(jià)函數(shù)進(jìn)行求解，得到所述機(jī)器人的下一個(gè)控制步長(zhǎng)內(nèi)的與最終導(dǎo)航路徑對(duì)應(yīng)的導(dǎo)航控制指令。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述機(jī)器人包括差分驅(qū)動(dòng)機(jī)器人；

所述代價(jià)函數(shù)中包含用于表征機(jī)器人循跡準(zhǔn)確度的第一表達(dá)式和用于表征機(jī)器人導(dǎo)航控制信號(hào)大小和變化率的第二表達(dá)式；

所述約束條件中包含用于表征機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)約束方式的第三表達(dá)式和用于表征機(jī)器人控制信號(hào)取值范圍的第四表達(dá)式。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)機(jī)器人模型包括預(yù)設(shè)機(jī)器人機(jī)械模型、預(yù)設(shè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和預(yù)設(shè)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型中的至少一個(gè)。

9.一種導(dǎo)航裝置，其特征在于，包括：

全局規(guī)劃路徑確定模塊，用于根據(jù)機(jī)器人的當(dāng)前位置和導(dǎo)航請(qǐng)求中的終點(diǎn)位置確定目標(biāo)地圖中的全局規(guī)劃路徑；

初始局部路徑確定模塊，用于基于局部規(guī)劃范圍確定所述全局規(guī)劃路徑中對(duì)應(yīng)的初始局部路徑，其中，所述局部規(guī)劃范圍與局部代價(jià)地圖的邊界相對(duì)應(yīng)，所述局部代價(jià)地圖中包含所述局部規(guī)劃范圍內(nèi)的障礙物信息；

局部規(guī)劃路徑生成模塊，用于根據(jù)所述初始局部路徑和所述局部代價(jià)地圖生成對(duì)應(yīng)的局部規(guī)劃路徑；

導(dǎo)航控制指令生成模塊，用于根據(jù)所述局部規(guī)劃路徑和所述機(jī)器人對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)機(jī)器人模型生成所述機(jī)器人的導(dǎo)航控制指令。