路径规划方法、装置、设备及存储介质与流程

    专利查询2025-12-28  9


    本技术涉及智能控制,尤其涉及一种路径规划方法、装置、设备及存储介质。


    背景技术:

    1、目前,仓储和工业工厂等场景中,可以通过机器人实现物料自动搬运等。然而,机器人在行驶过程中可能面临障碍物阻挡,需要绕过障碍物。并且,机器人在绕行障碍物的过程中,可能存在与障碍物碰撞的风险,且可能无法绕行回到原路径。


    技术实现思路

    1、本技术实施例提供了一种路径规划方法、装置、设备及存储介质,用于支持在机器人被障碍物阻挡时进行有效地路径规划,降低机器人与障碍物碰撞的风险,提高机器人行驶过程中的稳定性。

    2、为达到上述目的,本技术实施例提供如下技术方案:

    3、第一方面,提供了一种路径规划方法,包括:在机器人的当前路径被前方障碍物阻挡的情况下,获取绕行前方障碍物的多条绕行路径;绕行路径的开始位置和结束位置处于当前路径上;基于多条绕行路径各自对应的行驶空间信息,确定绕行路径规划结果;行驶空间信息用于指示机器人按照绕行路径行驶时相对于周边对象的位置关系;绕行路径规划结果用于指示允许机器人绕过前方障碍物的目标绕行路径、或用于指示不存在目标绕行路径;控制机器人执行与绕行路径规划结果对应的行驶策略;行驶策略包括按照目标绕行路径行驶以绕过前方障碍物,或在当前路径上等待。

    4、该技术方案中,在获取绕行前方障碍物的多条绕行路径后,可以基于机器人按照各条绕行路径行驶时相对于周边对象的间距,准确地确定是否存在允许机器人绕过前方障碍物的目标绕行路径。进而,本技术可以在存在允许机器人绕过前方障碍物的目标绕行路径的情况下,控制机器人按照目标绕行路径行驶以绕过前方障碍物,提高行驶效率,降低与障碍物碰撞的风险。或者,本技术可以在不存在允许机器人绕过前方障碍物的目标绕行路径的情况下,控制机器人在当前路径上等待以避免绕行前方障碍物时无法驶回当前路径的问题。因此,本技术可以用于支持在机器人被障碍物阻挡时进行有效地路径规划,降低机器人与障碍物碰撞的风险,提高机器人行驶过程中的稳定性。

    5、在一种可能的实施例中,行驶空间信息包括以下至少一项:机器人所占用空间相对于绕行路径所涉及道路的边缘的第一间距、机器人与前方障碍物并行时所占用空间相对于前方障碍物所占用空间的第二间距;基于多条绕行路径各自对应的行驶空间信息,确定绕行路径规划结果的方法,具体包括:在多条绕行路径各自对应的第一间距均小于或等于第一距离的情况下,确定不存在目标绕行路径;在多条绕行路径中存在第一间距大于第一距离的至少一条候选绕行路径的情况下,基于各条候选绕行路径对应的第二间距,确定目标绕行路径;当候选绕行路径对应的第二间距小于或等于第二距离时,候选绕行路径被确定为目标绕行路径的概率与候选绕行路径对应的第二间距呈正相关;当候选绕行路径对应的第二间距大于第二距离时,候选绕行路径被确定为目标绕行路径的概率与候选绕行路径对应的第二间距呈负相关。

    6、在一种可能的实施例中,行驶空间信息还包括以下至少一项:机器人所占用空间相对于绕行路径周边的其他障碍物所占用空间的第三间距、机器人所占用空间相对于驶过绕行路径周边的其他机器人所占用空间的第四间距;基于多条绕行路径各自对应的行驶空间信息,确定绕行路径规划结果的方法,具体包括:在至少一条候选绕行路径各自对应的第三间距均小于或等于第一距离的情况下,确定不存在目标绕行路径;在多条绕行路径中存在第一间距大于第一距离、且第三间距大于第一距离的至少一条候选绕行路径的情况下,基于各条候选绕行路径对应的第二间距和第四间距,确定目标绕行路径;候选绕行路径被确定为目标绕行路径的概率与候选绕行路径对应的第四间距呈负相关。

    7、在一种可能的实施例中,获取绕行前方障碍物的多条绕行路径之前,该方法还包括:获取当前路径上前方道路的识别信息;识别信息包括以下至少一项:前方障碍物的位置、相对于前方障碍物的间距小于或等于第三距离的障碍物的数量、当前路径上处于前方障碍物之后的路径的状态;路径的状态包括通行状态或拥堵状态;基于前方道路的识别信息,确定是否符合绕行条件;绕行条件包括以下至少一项:前方障碍物的位置相对于当前路径的终点的间距大于第四距离、障碍物的数量小于或等于预设数量、路径的状态为通行状态。

    8、在一种可能的实施例中,获取绕行前方障碍物的多条绕行路径的方法,具体包括:基于机器人的长度,以及前方障碍物的长度和位置,确定绕行前方障碍物的开始位置和结束位置;开始位置为机器人当前所处的位置、或者开始位置相对于前方障碍物的位置的间距等于机器人的长度和前方障碍物的长度之间的加权和;结束位置相对于前方障碍物的位置的间距等于机器人的长度和前方障碍物的长度之间的加权和;确定由开始位置经前方障碍物侧方至结束位置的多条绕行路径;绕行路径包括由开始位置行驶至第一中间位置的子路径、由第一中间位置行驶至第二中间位置的子路径、由第二中间位置行驶至结束位置的子路径;第一中间位置处于开始位置和前方障碍物的位置之间,第二中间位置处于前方障碍物的位置和结束位置之间;不同绕行路径所包括子路径的第一中间位置不同、和/或第二中间位置不同。

    9、在一种可能的实施例中,在开始位置相对于前方障碍物的位置的间距大于机器人的长度的情况下,由开始位置行驶至第一中间位置的子路径为曲线路径;在开始位置相对于前方障碍物的位置的间距小于或等于机器人的长度的情况下,由开始位置行驶至第一中间位置的子路径为直线路径。

    10、在一种可能的实施例中,在行驶策略为按照目标绕行路径行驶以绕过前方障碍物的情况下,控制机器人执行与绕行路径规划结果对应的行驶策略的方法,具体包括:在目标绕行路径与其他机器人的行驶路径存在冲突的情况下,控制机器人等待其他机器人驶离目标绕行路径后按照目标绕行路径行驶,以使机器人在绕过前方障碍物后继续按照当前路径行驶,并在机器人等待期间调整目标绕行路径处于禁止驶入状态,以禁止行驶路径与目标绕行路径不存在冲突的其他机器人驶入目标绕行路径;在目标绕行路径与其他机器人的行驶路径不存在冲突的情况下,控制机器人按照目标绕行路径行驶,以使机器人在绕过前方障碍物后继续按照当前路径行驶。

    11、第二方面,提供一种路径规划装置,包括:获取单元、处理单元和控制单元;

    12、获取单元,用于在机器人的当前路径被前方障碍物阻挡的情况下,获取绕行前方障碍物的多条绕行路径;绕行路径的开始位置和结束位置处于当前路径上;

    13、处理单元,用于基于多条绕行路径各自对应的行驶空间信息,确定绕行路径规划结果;行驶空间信息用于指示机器人按照绕行路径行驶时相对于周边对象的位置关系;绕行路径规划结果用于指示允许机器人绕过前方障碍物的目标绕行路径、或用于指示不存在目标绕行路径;

    14、控制单元,用于控制机器人执行与绕行路径规划结果对应的行驶策略;行驶策略包括按照目标绕行路径行驶以绕过前方障碍物,或在当前路径上等待。

    15、在一种可能的实施例中,行驶空间信息包括以下至少一项:机器人所占用空间相对于绕行路径所涉及道路的边缘的第一间距、机器人与前方障碍物并行时所占用空间相对于前方障碍物所占用空间的第二间距;处理单元,具体用于:在多条绕行路径各自对应的第一间距均小于或等于第一距离的情况下,确定不存在目标绕行路径;在多条绕行路径中存在第一间距大于第一距离的至少一条候选绕行路径的情况下,基于各条候选绕行路径对应的第二间距,确定目标绕行路径;当候选绕行路径对应的第二间距小于或等于第二距离时,候选绕行路径被确定为目标绕行路径的概率与候选绕行路径对应的第二间距呈正相关;当候选绕行路径对应的第二间距大于第二距离时,候选绕行路径被确定为目标绕行路径的概率与候选绕行路径对应的第二间距呈负相关。

    16、在一种可能的实施例中,行驶空间信息还包括以下至少一项:机器人所占用空间相对于绕行路径周边的其他障碍物所占用空间的第三间距、机器人所占用空间相对于驶过绕行路径周边的其他机器人所占用空间的第四间距;处理单元,具体用于:在至少一条候选绕行路径各自对应的第三间距均小于或等于第一距离的情况下,确定不存在目标绕行路径;在多条绕行路径中存在第一间距大于第一距离、且第三间距大于第一距离的至少一条候选绕行路径的情况下,基于各条候选绕行路径对应的第二间距和第四间距,确定目标绕行路径;候选绕行路径被确定为目标绕行路径的概率与候选绕行路径对应的第四间距呈负相关。

    17、在一种可能的实施例中,获取单元,还用于获取当前路径上前方道路的识别信息;识别信息包括以下至少一项:前方障碍物的位置、相对于前方障碍物的间距小于或等于第三距离的障碍物的数量、当前路径上处于前方障碍物之后的路径的状态;路径的状态包括通行状态或拥堵状态;处理单元,还用于基于前方道路的识别信息,确定是否符合绕行条件;绕行条件包括以下至少一项:前方障碍物的位置相对于当前路径的终点的间距大于第四距离、障碍物的数量小于或等于预设数量、路径的状态为通行状态。

    18、在一种可能的实施例中,获取单元,具体用于:基于机器人的长度,以及前方障碍物的长度和位置,确定绕行前方障碍物的开始位置和结束位置;开始位置为机器人当前所处的位置、或者开始位置相对于前方障碍物的位置的间距等于机器人的长度和前方障碍物的长度之间的加权和;结束位置相对于前方障碍物的位置的间距等于机器人的长度和前方障碍物的长度之间的加权和;确定由开始位置经前方障碍物侧方至结束位置的多条绕行路径;绕行路径包括由开始位置行驶至第一中间位置的子路径、由第一中间位置行驶至第二中间位置的子路径、由第二中间位置行驶至结束位置的子路径;第一中间位置处于开始位置和前方障碍物的位置之间,第二中间位置处于前方障碍物的位置和结束位置之间;不同绕行路径所包括子路径的第一中间位置不同、和/或第二中间位置不同。

    19、在一种可能的实施例中,在开始位置相对于前方障碍物的位置的间距大于机器人的长度的情况下,由开始位置行驶至第一中间位置的子路径为曲线路径;在开始位置相对于前方障碍物的位置的间距小于或等于机器人的长度的情况下,由开始位置行驶至第一中间位置的子路径为直线路径。

    20、在一种可能的实施例中,控制单元,具体用于:在目标绕行路径与其他机器人的行驶路径存在冲突的情况下,控制机器人等待其他机器人驶离目标绕行路径后按照目标绕行路径行驶,以使机器人在绕过前方障碍物后继续按照当前路径行驶,并在机器人等待期间调整目标绕行路径处于禁止驶入状态,以禁止行驶路径与目标绕行路径不存在冲突的其他机器人驶入目标绕行路径;在目标绕行路径与其他机器人的行驶路径不存在冲突的情况下,控制机器人按照目标绕行路径行驶,以使机器人在绕过前方障碍物后继续按照当前路径行驶。

    21、第三方面,提供了一种服务器,包括:处理器和存储器。处理器与存储器连接,存储器用于存储计算机执行指令,处理器执行存储器存储的计算机执行指令,从而实现第一方面提供的任意一种方法。

    22、第四方面,提供了一种可读存储介质,包括计算机执行指令,当计算机执行指令在服务器上运行时,使得服务器执行第一方面提供的任意一种方法。

    23、第五方面,提供了一种计算机程序产品,包括计算机执行指令,当计算机执行指令在服务器上运行时,使得服务器执行第一方面提供的任意一种方法。

    24、第二方面至第五方面中的任一种实现方式所带来的技术效果可参见第一方面中对应实现方式所带来的技术效果,此处不再赘述。


    技术特征:

    1.一种路径规划方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述行驶空间信息包括以下至少一项:所述机器人所占用空间相对于所述绕行路径所涉及道路的边缘的第一间距、所述机器人与所述前方障碍物并行时所占用空间相对于所述前方障碍物所占用空间的第二间距;所述基于所述多条绕行路径各自对应的行驶空间信息,确定绕行路径规划结果,包括:

    3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述行驶空间信息还包括以下至少一项:所述机器人所占用空间相对于所述绕行路径周边的其他障碍物所占用空间的第三间距、所述机器人所占用空间相对于驶过所述绕行路径周边的其他机器人所占用空间的第四间距;所述基于所述多条绕行路径各自对应的行驶空间信息,确定绕行路径规划结果,还包括:

    4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取绕行所述前方障碍物的多条绕行路径之前,所述方法还包括:

    5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取绕行所述前方障碍物的多条绕行路径,包括:

    6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,在所述开始位置相对于所述前方障碍物的位置的间距大于所述机器人的长度的情况下,由所述开始位置行驶至所述第一中间位置的子路径为曲线路径;在所述开始位置相对于所述前方障碍物的位置的间距小于或等于所述机器人的长度的情况下,由所述开始位置行驶至所述第一中间位置的子路径为直线路径。

    7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述行驶策略为按照所述目标绕行路径行驶以绕过所述前方障碍物的情况下,所述控制所述机器人执行与所述绕行路径规划结果对应的行驶策略,包括:

    8.一种路径规划装置,其特征在于,包括:获取单元、处理单元和控制单元;

    9.一种服务器,其特征在于,包括:处理器;

    10.一种可读存储介质,其特征在于,用于存储计算机指令,当所述计算机指令在服务器上运行时,使得所述服务器执行如权利要求1-7中任一项所述的方法。


    技术总结
    本申请公开了一种路径规划方法、装置、设备及存储介质,涉及智能控制技术领域,至少用于支持在机器人被障碍物阻挡时进行有效地路径规划,降低机器人与障碍物碰撞的风险,提高机器人行驶过程中的稳定性。该方法包括:在机器人的当前路径被前方障碍物阻挡的情况下,获取绕行前方障碍物的多条绕行路径;绕行路径的开始位置和结束位置处于当前路径上;基于多条绕行路径各自对应的行驶空间信息,确定绕行路径规划结果;行驶空间信息用于指示机器人按照绕行路径行驶时相对于周边对象的位置关系;绕行路径规划结果用于指示允许机器人绕过前方障碍物的目标绕行路径、或用于指示不存在目标绕行路径;控制机器人执行与绕行路径规划结果对应的行驶策略。

    技术研发人员:胡悦,胡友忠
    受保护的技术使用者:杭州海康机器人股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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