CN106959696B - 运动目标的控制方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种运动目标的控制方法和装置，涉及控制技术领域。该控制方法包括:获取监测环境中各障碍物以及运动目标的位置信息和速度信息；根据各障碍物的位置信息和速度信息生成实时栅格地图；根据实时栅格地图中在运动目标附近的障碍物的位置信息和速度信息以及根据运动目标的位置信息和速度信息确定的避障参数来控制运动目标，附近的障碍物包括在距离运动目标预定距离内的障碍物。该控制方法和装置能够控制运动目标安全地避开移动障碍物。

Description

运动目标的控制方法和装置
技术领域
本发明涉及控制技术领域，特别涉及一种运动目标的控制方法和装置。
背景技术
现有的运动目标(如无人配送车)的障碍物检测系统主要依靠激光雷达传统测距方式对周围环境中的障碍物进行感知，然后将障碍物的位置信息转换为栅格地图，再基于栅格地图控制运动目标原地等待或者重新规划避障路径进行绕行。
发明内容
本发明的发明人发现上述现有技术中存在如下问题：无法获取障碍物的动态属性，且避障策略单一，无法安全地避开移动障碍物。针对上述问题中的至少一个问题，本发明人提出了解决方案。
本发明的一个目的是提供一种运动目标的控制技术方案，可以获取障碍物的动态信息，从而控制运动目标安全地避开移动障碍物。
根据本发明的一个实施例，提供了一种运动目标的控制方法，包括：获取监测环境中各障碍物以及所述运动目标的位置信息和速度信息；根据各障碍物的位置信息和速度信息生成实时栅格地图；根据所述实时栅格地图中在所述运动目标附近的障碍物的位置信息和速度信息以及根据所述运动目标的位置信息和速度信息确定的避障参数来控制所述运动目标，所述附近的障碍物包括在距离所述运动目标预定距离内的障碍物。
可选地，在所述实时栅格地图中通过各障碍物周围的高斯分布值反映所述障碍物的移动方向。
可选地，所述高斯分布值在所述障碍物的移动方向上增加，而在所述障碍物静止时保持不变。
可选地，在所述障碍物移动的情况下，控制所述运动目标停下等待；在所述障碍物静止的情况下，控制所述运动目标重新规划路径让行。
可选地，所述避障参数包括最短避障距离和平滑刹车距离，所述预定距离为所述最短避障距离与所述平滑刹车距离的和，在所述障碍物移动的情况下：如果所述预定距离>所述运动目标与所述附近的障碍物的距离>所述最短避障距离，则控制所述运动目标减速停止；如果所述运动目标与所述附近的障碍物的距离≤所述最短避障距离，则控制所述运动目标紧急停车。
可选地，所述障碍物静止的情况下：如果所述运动目标与所述附近的障碍物的距离≤所述最短避障距离，则控制所述运动目标停止然后重新规划路径让行；如果所述运动目标与所述附近的障碍物的距离>所述最短避障距离，则控制所述运动目标减速并重新规划路径让行。
可选地，采用多个传感器同时对所述监测环境中的所述障碍物和所述运动目标进行检测，将各所述传感器的检测数据进行数据融合，从而获取所述监测环境中的各所述障碍物以及所述运动目标的位置信息和速度信息。
根据本发明的另一个实施例，提供一种运动目标的控制装置，包括：传感器，用于获取监测环境中各障碍物以及所述运动目标的位置信息和速度信息，所述各障碍物的位置信息和速度信息用于生成实时栅格地图；和控制器，用于根据所述实时栅格地图中在所述运动目标附近的障碍物的位置信息和速度信息以及根据所述运动目标的位置信息和速度信息所确定的避障参数来控制所述运动目标，所述附近的障碍物包括在距离所述运动目标预定距离内的障碍物。
可选地，所述实时栅格地图中通过各障碍物周围的高斯分布值反映所述障碍物的移动方向，所述高斯分布值在所述障碍物的移动方向上增加，而在所述障碍物静止时保持不变。
可选地，所述控制器，在所述障碍物移动的情况下，控制所述运动目标停下等待；在所述障碍物静止的情况下，控制所述运动目标重新规划路径让行。
可选地，所述避障参数包括最短避障距离和平滑刹车距离，所述预定距离为所述最短避障距离与所述平滑刹车距离的和，所述控制器在所述障碍物移动的情况下：如果所述预定距离>所述运动目标与所述附近的障碍物的距离>所述最短避障距离，则控制所述运动目标减速停止；如果所述运动目标与所述附近的障碍物的距离≤所述最短避障距离，则控制所述运动目标紧急停车。
可选地，所述控制器在所述障碍物静止的情况下：如果所述运动目标与所述附近的障碍物的距离≤所述最短避障距离，则控制所述运动目标停止然后重新规划路径让行；如果所述运动目标与所述附近的障碍物的距离>所述最短避障距离，则控制所述运动目标减速并重新规划路径让行。
根据本发明的又一个实施例，提供一种运动目标的控制装置，包括：存储器；以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器设备中的指令，执行上述任一实施例所述的运动目标的控制方法。
根据本发明的再一个实施例，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任一实施例所述的运动目标的控制方法。
本发明的一个优点在于，通过生成实时栅格地图反映障碍物的位动态属性，并根据动态属性制定多种相应的控制策略，从而能够控制运动目标安全地避开移动障碍物。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。
参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中：
图1示出本发明运动目标的控制方法的一个实施例的流程图。
图2示出本发明运动目标的控制方法的另一个实施例的流程图。
图3示出本发明运动目标的控制装置的一个实施例的结构图。
图4示出本发明运动目标的控制装置的另一个实施例的结构图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
图1示出本发明运动目标的控制方法的一个实施例的流程图。
如图1所示，步骤101，获取监测环境中各障碍物以及运动目标的位置信息和速度信息。例如，可以通过激光雷达、超声波雷达或毫米波雷达中的一种或几种获取上述信息。也可以将多种传感器的检测数据进行融合，从而获取上述信息。
步骤102，根据各障碍物的位置信息和速度信息生成实时栅格地图。例如，栅格地图中的每个栅格都具有在区间[0,254]内的数值，该数值随着运动目标与障碍物的距离减少而增加。0表示该栅格为空闲空间，254表示该栅格中存在障碍物。
在一个实施例中，在实时栅格地图中通过各障碍物周围的高斯分布值反映障碍物的移动方向。高斯分布值在障碍物的移动方向上增加，而在障碍物静止时保持不变。例如，可以通过栅格地图中的social costmap层添加上述高斯分布值。
步骤103，根据实时栅格地图中在运动目标附近的障碍物的位置信息和速度信息以及避障参数来控制运动目标。其中，附近的障碍物包括在距离运动目标预定距离内的障碍物，避障参数可以是根据运动目标的位置信息和速度信息确定的最短避障距离和平滑刹车距离，最短避障距离与当前的路况有关，平滑刹车距离与当前运动目标的速度有关，预定距离为最短避障距离与平滑刹车距离的和。
上述实施例中，通过生成实时栅格地图，利用障碍物附近的高斯分布值来反映监测场景中障碍物的运动属性，并根据障碍物的动态属性制定多种相应的控制策略，从而可以合理地控制运动目标安全地避开移动的障碍物。
图2示出本发明运动目标的控制方法的另一个实施例的流程图。
如图2所示，步骤201，获取障碍物的位置信息和速度信息，并确定避障参数。
步骤202，判断障碍物是否移动。如果是，则控制运动目标停下等待(步骤203)，如果否，则控制运动目标重新规划路径让行(步骤204)。
在一个实施例中，在障碍物移动的情况下，如果预定距离>运动目标与附近的障碍物的距离>最短避障距离，即此时障碍物距离运动目标较远，则控制运动目标减速停止；如果运动目标与附近的障碍物的距离≤最短避障距离，即此时障碍物距离运动目标较近，则控制运动目标紧急停车。
在另一个实施例中，在障碍物静止的情况下：如果运动目标与附近的障碍物的距离≤最短避障距离，则控制运动目标停止然后重新规划路径让行；如果运动目标与附近的障碍物的距离>最短避障距离，则控制运动目标减速并重新规划路径让行。
上述实施例中，当判断障碍物移动时，则采取先选地等待，待障碍物离开后再继续行驶的策略，可以有效地消除运动目标主动绕行导致的安全隐患，且根据运动目标与障碍物之间的距离，采取紧急刹车和减速后停止的不同策略，可以使得运动目标安全地避开障碍物。
图3示出本发明运动目标的控制装置的一个实施例的结构图。该装置包括：传感器31和控制器32。
其中，传感器31用于获取监测环境中各障碍物以及运动目标的位置信息和速度信息，各障碍物的位置信息和速度信息用于生成实时栅格地图。
在一个实施例中，传感器31可以是激光雷达、超声波雷达和毫米波雷达中的几种组合，将各传感器对同一监测环境的检测数据进行融合，从而获取障碍物和运动目标的位置信息和速度信息。
在另一个实施例中，在实时栅格地图中通过各障碍物周围的高斯分布值反映障碍物的移动方向，高斯分布值在障碍物的移动方向上增加，而在障碍物静止时保持不变。
控制器32用于根据实时栅格地图中在运动目标附近的障碍物的位置信息和速度信息以及根据运动目标的位置信息和速度信息确定的避障参数来控制运动目标，附近的障碍物包括在距离运动目标预定距离内的障碍物。
在一个实施例中，控制器32在障碍物移动的情况下，控制运动目标停下等待；在障碍物静止的情况下，控制运动目标重新规划路径让行。例如，控制器在障碍物移动的情况下，如果预定距离>运动目标与附近的障碍物的距离>最短避障距离，则控制运动目标减速停止；如果运动目标与附近的障碍物的距离≤最短避障距离，则控制运动目标紧急停车。
在另一个实施例中，控制器32在障碍物静止的情况下，如果运动目标与附近的障碍物的距离≤最短避障距离，则控制运动目标停止然后重新规划路径让行；如果运动目标与附近的障碍物的距离>最短避障距离，则控制运动目标减速并重新规划路径让行。
另外，该装置可以包含终端显示屏或警示灯，当判断障碍物(如行人、其他车辆等)移动时，亮闪警示灯或在显示屏提示小心避让。
上述实施例中，通过一个或多个传感器获取障碍物的位置信息和速度信息，生成实时栅格地图，并根据障碍物的相关信息制定多种相应的控制策略，从而可以控制运动目标安全地避让移动障碍物。
图4示出本发明运动目标的控制装置的另一个实施例的结构图。
如图4所示，该实施例的装置40包括：存储器41以及耦接至该存储器41的处理器42，处理器42被配置为基于存储在存储器41中的指令，执行本发明中任意一个实施例中的动目标的控制方法。
其中，存储器41例如可以包括系统存储器、固定非易失性存储介质等。系统存储器例如存储有操作系统、应用程序、引导装载程序(Boot Loader)、数据库以及其他程序等。
本领域内的技术人员应当明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
至此，已经详细描述了根据本发明的运动目标的控制方法和装置。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
可能以许多方式来实现本发明的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和系统。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。
虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (13)

1.一种运动目标的控制方法，包括：
获取监测环境中各障碍物以及所述运动目标的位置信息和速度信息；
根据各障碍物的位置信息和速度信息生成实时栅格地图；
根据所述实时栅格地图中在所述运动目标附近的障碍物的位置信息和速度信息以及根据所述运动目标的位置信息和速度信息确定的避障参数来控制所述运动目标，所述附近的障碍物包括在距离所述运动目标预定距离内的障碍物；
其中，所述根据各障碍物的位置信息和速度信息生成实时栅格地图包括：
根据各障碍物的位置信息和速度信息，在栅格地图中添加高斯分布值，生成所述实时栅格地图，在所述实时栅格地图中通过各障碍物周围的高斯分布值反映所述障碍物的移动方向。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其中，所述高斯分布值在所述障碍物的移动方向上增加，而在所述障碍物静止时保持不变。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其中，
在所述障碍物移动的情况下，控制所述运动目标停下等待；
在所述障碍物静止的情况下，控制所述运动目标重新规划路径让行。
4.根据权利要求1或3所述的控制方法，其中，所述避障参数包括最短避障距离和平滑刹车距离，所述预定距离为所述最短避障距离与所述平滑刹车距离的和，
在所述障碍物移动的情况下：
如果所述预定距离>所述运动目标与所述附近的障碍物的距离>所述最短避障距离，则控制所述运动目标减速停止；
如果所述运动目标与所述附近的障碍物的距离≤所述最短避障距离，则控制所述运动目标紧急停车。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其中，在所述障碍物静止的情况下：
如果所述运动目标与所述附近的障碍物的距离≤所述最短避障距离，则控制所述运动目标停止然后重新规划路径让行；
如果所述运动目标与所述附近的障碍物的距离>所述最短避障距离，则控制所述运动目标减速并重新规划路径让行。
6.根据权利要求1所述的控制方法，其中，采用多个传感器同时对所述监测环境中的所述障碍物和所述运动目标进行检测，将各所述传感器的检测数据进行数据融合，从而获取所述监测环境中的各所述障碍物以及所述运动目标的位置信息和速度信息。
7.一种运动目标的控制装置，包括：
传感器，用于获取监测环境中各障碍物以及所述运动目标的位置信息和速度信息，所述各障碍物的位置信息和速度信息用于生成实时栅格地图；和
控制器，用于根据所述实时栅格地图中在所述运动目标附近的障碍物的位置信息和速度信息以及根据所述运动目标的位置信息和速度信息所确定的避障参数来控制所述运动目标，所述附近的障碍物包括在距离所述运动目标预定距离内的障碍物；
其中，所述传感器根据各障碍物的位置信息和速度信息在栅格地图中添加高速分布值，生成所述实时栅格地图，在所述实时栅格地图中通过各障碍物周围的高斯分布值反映所述障碍物的移动方向。
8.根据权利要求7所述的控制装置，其中，
所述高斯分布值在所述障碍物的移动方向上增加，而在所述障碍物静止时保持不变。
9.根据权利要求7所述的控制装置，其中，
所述控制器，
在所述障碍物移动的情况下，控制所述运动目标停下等待；
在所述障碍物静止的情况下，控制所述运动目标重新规划路径让行。
10.根据权利要求7或9所述的控制装置，其中，所述避障参数包括最短避障距离和平滑刹车距离，所述预定距离为所述最短避障距离与所述平滑刹车距离的和，
所述控制器在所述障碍物移动的情况下：
如果所述预定距离>所述运动目标与所述附近的障碍物的距离>所述最短避障距离，则控制所述运动目标减速停止；
如果所述运动目标与所述附近的障碍物的距离≤所述最短避障距离，则控制所述运动目标紧急停车。
11.根据权利要求10所述的控制装置，其中，所述控制器在所述障碍物静止的情况下：
如果所述运动目标与所述附近的障碍物的距离≤所述最短避障距离，则控制所述运动目标停止然后重新规划路径让行；
如果所述运动目标与所述附近的障碍物的距离>所述最短避障距离，则控制所述运动目标减速并重新规划路径让行。
12.一种运动目标的控制装置，包括：
存储器；以及
耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器设备中的指令，执行如权利要求1-6中任一项所述的运动目标的控制方法。
13.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的运动目标的控制方法。
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