[發明專利]一種基于路側導引的露天礦區多車協同裝載路徑規劃方法

在審

• 申請號: 202211532421.X
• 申請日: 2022-12-01
• 公開（公告）號: CN115752478A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 蔡凡;張飛;王文飛;胡瑞;欒小飛
• 申請（專利權）人: 北京踏歌智行科技有限公司
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20
• 代理公司: 北京天匯航智知識產權代理事務所(普通合伙) 11987
• 代理人: 陳陳數

本發明涉及一種基于路側導引的露天礦區多車協同裝載路徑規劃方法，屬于多智能體路徑規劃領域，解決了現有技術中多智能體同時路徑規劃時效率不高，尋找沖突時間長以及無法在要求的時間內解決沖突的問題。本發明在原有起點和終點共同建立搜索樹的基礎上，再依據障礙物的分布選取過渡點，創建第三棵隨機搜索樹，同時，引入路側設備進行碰撞檢測并重規劃路徑。采用本發明的方法將多車路徑分階段細化，解決沖突時花費時間少，重規劃路徑的實時性較好，并且路徑規劃效率高。

技術領域

本發明屬于多智能體路徑規劃技術領域，涉及一種基于路側導引的露天礦區多車協同裝載路徑規劃方法。

背景技術

路徑規劃可以分為全局路徑規劃和局部路徑規劃。常見的路徑規劃步驟主要分為環境建模、路徑搜索和路徑平滑。環境建模是將我們生活的空間進行抽象處理，正確的空間建模是路徑搜索的重要基礎；路徑搜索基于環境建模規劃路徑；路徑平滑在于實現搜索路徑的可行性，提供更合理的解決方案。對于復雜的多智能體裝載貨物情況下的全局路徑規劃方法更是需求目前研究的重點。

目前，常用的方法有基于增強的基于沖突的搜索算法，簡稱ECBS算法，上層去尋找沖突，下層負責重新規劃路徑，并且相對于CBS算法，加入了聚焦搜索，上層找出碰撞數較少的節點去進行擴展，這樣使得下層可以更快的找到次優解。

但是，在實踐的過程中，上述方法至少存在如下問題：

1.當環境擁擠，智能體數目多時，路徑規劃時間較長，甚至無法規劃；

2.對于無法規劃的情況，不能結束規劃過程；

3.規劃過程應智能體的自身動作而導致路徑規劃誤差；

4.路徑規劃過程中容易陷入局部搜索，增加了路徑規劃成本。

5.在進行擴展的過程中，使上層的最優解下界幾乎不增加，這就使得整個規劃過程不能保證在合理的時間范圍內完成。

6.只能給已有多智能體規劃路徑，不允許新加入新的智能體。

發明內容

鑒于上述問題，本發明提供了一種基于路側導引的露天礦區多車協同裝載路徑規劃方法，用以解決現有方法多智能體同時運行時容易發生沖突、規劃過程容易局部卡死以及無法在合理的時間內完成規劃的問題。

本發明提供的一種基于路側導引的露天礦區多車協同裝載路徑規劃方法，具體步驟如下：

步驟1，根據每輛車的初始路徑劃分行駛階段，每個行駛階段均設置起點和終點；

步驟2，設置每個行駛階段的過渡點：

每個行駛階段的起點和終點相連獲得對應的階段連線；

過渡點生成方法為：基于階段連線生成過渡點，若階段連線上無障礙物，以該階段連線的中心點作為過渡點；若該階段連線上有障礙物，以該階段連線為界將障礙物劃分為左右區域，計算左側區域障礙物總面積S_左障與右側區域障礙物總面積S_右障，若S_左障≥S_右障，在該階段連線的垂直平分線的右側選取距離垂點N個車身長的點作為過渡點，若S_右障≥S_左障，在該階段連線的垂直平分線的左側選取距離垂點N個車身長的點作為過渡點；

步驟3，使用獲得的每個行駛階段的起點、過渡點和終點作為三棵隨機搜索樹的根節點，基于RRT隨機采樣法生成每輛車的過程路徑；

步驟4，為每條行駛階段對應的區域設置路側設備；各個路側設備提取所有經過其檢測區域的每輛車的過程路徑；

步驟5，各個路側設備將所提取出的過程路徑進行碰撞檢測并重新規劃過程路徑：