CN114527760A - 一种路径规划方法、系统、终端设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种路径规划方法、系统、终端设备和存储介质，其方法包括：获取机器人的起点和终点；从二维激光传感器和三维激光传感器处获取环境数据；根据起点、终点和环境数据生成候选移动路径；候选移动路径包括若干个候选路径点；根据候选移动路径计算获取候选路径点对应的第一代价值；根据第一代价值计算获取总代价值最小的目标路径点；从起点开始依次根据目标路径点进行移动直至到达终点为止。本发明在有悬空、悬浮等复杂障碍物场景下，实现机器人安全无碰撞的自主导航行驶。
Description
技术领域
本发明涉及机器人导航技术领域，进一步地涉及一种路径规划方法、系统、终端设备和存储介质。
背景技术
随着技术的发展，室内移动机器人已经在很多场景落地使用。为了能满足室内机器人导航需求(定位精度、障碍物检测能力)，又能节省量产成本，室内机器人用于定位、障碍物检测的传感器通常主要使用二维激光传感器，三维激光传感器辅助检测。
常见的二维激光传感器是单线激光雷达，单线激光雷达的优势是成本相对较低，却可以获得比较精确的检测数据，用于定位和障碍物检测。但单线激光雷达传感器的明显劣势是，只能检测到固定高度的障碍物。然而由于室内场景比如医院内障碍物种类繁多，除了二维激光传感器能检测到障碍物之外，还有一些激光雷达固定高度检测不准，甚至检测不到的悬空、悬浮障碍物，比如特殊形状的医用器械、病床等等。为了能保证机器人能在这些场景安全运行，大多数机器人公司都会为机器人装配三维激光传感器，用于检测这些不同高度的不规则障碍物。三维激光传感器的优势是，可以检测到不同高度范围的障碍物，拥有环境的3D信息，但同时数据量增大，不仅对计算机的处理性能有更高要求，而且传感器的成本也会超过室内商用机器人的成本控制。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的在于解决现有技术中无法有效规划出避开所有高度范围内的障碍物，以最短距离实现路径规划的技术问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种路径规划方法，应用于机器人，所述机器人安装有二维激光传感器和三维激光传感器，包括步骤：
获取所述机器人的起点和终点；
从所述二维激光传感器和三维激光传感器处获取环境数据；
根据所述起点、终点和环境数据生成候选移动路径；所述候选移动路径包括若干个候选路径点；
根据所述候选移动路径计算获取所述候选路径点对应的第一代价值；
根据所述第一代价值计算获取总代价值最小的目标路径点；
从所述起点开始依次根据所述目标路径点进行移动直至到达终点为止。
在一些实施方式中，所述根据所述候选移动路径计算获取所述候选路径点对应的第一代价值包括步骤：
判断所述候选移动路径中的当前候选路径点是否在预设激光扫描范围内；
若所述当前候选路径点在预设激光扫描范围内，确定所述当前候选路径点的第一代价值等于第一设定值；
若所述当前候选路径点在预设激光扫描范围外，确定所述当前候选路径点的第一代价值等于第二设定值；
其中，所述第二设定值大于所述第一设定值。
在一些实施方式中，所述根据所述起点、终点和环境数据生成候选移动路径包括步骤：
根据所述环境数据构建栅格地图，并确定障碍物在所述空间栅格中的障碍物坐标；所述栅格地图包括若干大小相等的小立方体构成的空间栅格；
根据所述栅格地图、障碍物坐标生成从所述起点至所述终点的候选移动路径。
在一些实施方式中，所述根据所述第一代价值计算获取总代价值最小的目标路径点包括步骤：
获取所述候选路径点与所述终点之间的第一距离值，根据所述第一距离值得到第二代价值；
获取所述候选路径点与障碍物之间的第二距离值，根据所述第二距离值得到第三代价值；
根据第一至第三代价值进行和值计算得到所述候选路径点对应的总代价值；
比较各总代价值之间的大小，确定所述总代价值最小的候选路径点为所述目标路径点。
根据本发明的另一方面，本发明进一步提供一种路径规划系统，包括处理器、二维激光传感器和三维激光传感器，处理器包括：
获取模块，用于获取所述机器人的起点和终点，并从所述二维激光传感器和三维激光传感器处获取环境数据；
生成模块，用于根据所述起点、终点和环境数据生成候选移动路径；所述候选移动路径包括若干个候选路径点；
计算模块，用于根据所述候选移动路径计算获取所述候选路径点对应的第一代价值，根据所述第一代价值计算获取总代价值最小的目标路径点；
处理模块，用于从所述起点开始依次根据所述目标路径点进行移动直至到达终点为止。
在一些实施方式中，所述计算模块包括：
判断单元，用于判断所述候选移动路径中的当前候选路径点是否在预设激光扫描范围内；
确定单元，用于若所述当前候选路径点在预设激光扫描范围内，确定所述当前候选路径点的第一代价值等于第一设定值；
所述确定单元，还用于若所述当前候选路径点在预设激光扫描范围外，确定所述当前候选路径点的第一代价值等于第二设定值；
其中，所述第二设定值大于所述第一设定值。
在一些实施方式中，所述生成模块包括：
构建单元，用于根据所述环境数据构建栅格地图，并确定障碍物在所述空间栅格中的障碍物坐标；所述栅格地图包括若干大小相等的小立方体构成的空间栅格；
生成单元，用于根据所述栅格地图、障碍物坐标生成从所述起点至所述终点的候选移动路径。
在一些实施方式中，所述计算模块还包括：
第一获取单元，用于获取所述候选路径点与所述终点之间的第一距离值，根据所述第一距离值得到第二代价值；
第二获取单元，用于获取所述候选路径点与障碍物之间的第二距离值，根据所述第二距离值得到第三代价值；
计算单元，用于根据第一至第三代价值进行和值计算得到所述候选路径点对应的总代价值；
处理单元，用于比较各总代价值之间的大小，确定所述总代价值最小的候选路径点为所述目标路径点。
根据本发明的另一方面，本发明进一步提供一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器，用于执行所述存储器上所存放的计算机程序，实现所述的路径规划方法所执行的操作。
根据本发明的另一方面，本发明进一步提供一种存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行以实现所述的路径规划方法所执行的操作。
与现有技术相比，本发明所提供的路径规划方法、系统、终端设备和存储介质能够在不额外增加昂贵硬件成本的前提下，仅仅通过修改软件功能，即可在有悬空、悬浮等复杂障碍物场景下，实现机器人安全无碰撞的自主路径规划导航的目的。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本发明的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1是本发明一种路径规划方法的一个实施例的流程图；
图2是本发明一种路径规划方法的另一个实施例的流程图；
图3是本发明一种路径规划方法的一个实施例的场景示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本申请。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所述描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或集合的存在或添加。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
参考说明书附图1，一种路径规划方法，具体地，应用于机器人，所述机器人安装有二维激光传感器和三维激光传感器，方法包括步骤：
S100获取所述机器人的起点和终点；
具体的，激光传感器是一种以发射激光束的方式，来采集获取机器人周围的环境数据的设备。激光传感器采集到的环境数据可以包括但不限于：机器人周围障碍物的距离、角度、轮廓特征等。激光传感器可以采用任何能够发射激光光束的设备实现，例如可以采用激光雷达。
机器人上同时安装有二维激光传感器和三维激光传感器，具体安装位置可以根据业务需求设置，在此不作限定。机器人执行室内运输任务时能够获取到任务信息,机器人开始执行任务时直接定位获取机器人自身的初始位置，另外，机器人能够利用激光传感器、惯性传感器等实现室内实时定位获取自身当前所在位置的位置信息。一般，将初始位置作为起点，任务信息中的目的地作为终点。
S200从所述二维激光传感器和三维激光传感器处获取环境数据；
S300根据所述起点、终点和环境数据生成候选移动路径；所述候选移动路径包括若干个候选路径点；
S400根据所述候选移动路径计算获取所述候选路径点对应的第一代价值；
S500根据所述第一代价值计算获取总代价值最小的目标路径点；
S600从所述起点开始依次根据所述目标路径点进行移动直至到达终点为止。
具体的，起点周围会存在若干个通往目的地(即终点)的第一候选路径点，从若干个第一候选路径点中查找出总代价值最小的第一目标路径点，控制机器人从起点移动至第一目标路径点。由于第一目标路径点周围会存在若干个通往目的地(即终点)的第二候选路径点，同理，从若干个第二候选路径点中查找出总代价值最小的第二目标路径点。依次类推，这样，机器人所查找出来的所有的目标路径点连接起来形成的移动路线就是机器人的最优移动路径，机器人按照最优移动路径进行移动行驶，能够在付出最小总代价值的情况下，避开障碍物的同时，最快、最短地完成机器人的行驶任务或运输任务。
本发明在搜索路径时通常使用的评价考虑因素有：与目标点的距离(保证到达目标点的路径尽可能短)，与障碍物的距离(保证与障碍物无碰撞)等，当然也可扩展到其他所有路径规划算法形式。由于三维激光传感器的视野较小，部分在传感器视野之外的悬空、悬浮障碍物，本发明综合将与目标点的距离，与障碍物的距离以及是否在预设激光扫描范围内作为影响因素进行评价，使得机器人按照最优移动路径进行移动行驶，并且，规划出来的最优移动路径不会与地面障碍物甚至悬空障碍物有冲突，让机器人在有悬空、悬浮等复杂障碍物场景下，实现机器人安全无碰撞的自主导航行驶。
在一个实施例中，参考说明书附图2，一种路径规划方法，具体地，应用于机器人，所述机器人安装有二维激光传感器和三维激光传感器，方法包括步骤：
S100获取所述机器人的起点和终点；
S200从所述二维激光传感器和三维激光传感器处获取环境数据；
S310根据所述环境数据构建栅格地图，并确定障碍物在所述空间栅格中的障碍物坐标；所述栅格地图包括若干大小相等的小立方体构成的空间栅格；
S320根据所述栅格地图、障碍物坐标生成从所述起点至所述终点的候选移动路径；所述候选移动路径包括若干个候选路径点；
S410判断所述候选移动路径中的当前候选路径点是否在预设激光扫描范围内；
S420若所述当前候选路径点在预设激光扫描范围内，确定所述当前候选路径点的第一代价值等于第一设定值；
S430若所述当前候选路径点在预设激光扫描范围外，确定所述当前候选路径点的第一代价值等于第二设定值；
其中，所述第二设定值大于所述第一设定值；
S510获取所述候选路径点与所述终点之间的第一距离值，根据所述第一距离值得到第二代价值；
S520获取所述候选路径点与障碍物之间的第二距离值，根据所述第二距离值得到第三代价值；
S530根据第一至第三代价值进行和值计算得到所述候选路径点对应的总代价值；
S540比较各总代价值之间的大小，确定所述总代价值最小的候选路径点为所述目标路径点；
S600从所述起点开始依次根据所述目标路径点进行移动直至到达终点为止。
具体的，通过路径搜索方法生成从起点到达终点的候选移动路径，候选移动路径包括若干个连续的候选路径点。场景如图3所示：某时刻机器人4需要规划出能到达目标位置即终点(图3中的五角星7)的路径，此时，二维激光传感器检测得到的环境数据所包括的范围如虚线矩形框1所示，机器人4右前方的悬空障碍物6没有被二维激光传感器检测到，若只用二维激光传感器检测到的环境数据进行路径规划，机器人4规划出来的可行路径即候选移动路径如图3所示的第一虚线线段5，如果机器人4按照第一虚线线段5从当前位置移动至五角星7所代表的终点的话，机器人4会与悬空障碍物6有冲突，导致机器人4会有碰撞风险。因此，为了避免碰撞机器人在进行路径规划时，需要考虑候选路径点是否在三维激光传感器的预设激光扫描范围2内，优先选择在该预设激光扫描范围内无障碍物的候选路径点作为目标路径点，即机器人4规划出最优移动路径3，这样，机器人4按照最优移动路径3从当前位置移动至五角星7所代表的终点，不仅仅代价最小而且还能够安全无碰撞的实现自主路径规划导航。
本发明通过代价函数考虑候选路径点是否在三维激光传感器扫描范围内，如果候选路径点在预设激光扫描范围外，第一代价值较大，如果候选路径点在范围内，第一代价值较小，则会优先选择预设激光扫描范围内的点。
优选的，如果候选路径点在三维激光传感器的预设激光扫描范围内，那么候选路径点距离三维激光传感器的视野中心焦点的越近，第一代价值就会越小。
代价函数的公式表达式如下：
Fcost＝Fgoal+Focc+F3D；
其中，Fcost为候选路径点对应的总代价值，Fgoal为第二代价值，Focc为第三代价值，F3D为第一代价值。
具体的，第二代价值即为从候选路径点到达终点的代价，且第二代价值与第二距离值成正比，也即是说，第二距离值越大那么第二代价值越大。第三代价值即为从候选路径点到达障碍物的代价，且第三代价值与第三距离值成正比，也即是说，第三距离值越大那么第三代价值越大。上述代价函数可以扩展成其他所有路径规划算法评价形式。
本发明在不额外增加昂贵硬件成本的前提下，仅仅通过修改软件功能，即可在有悬空、悬浮等复杂障碍物场景下，实现机器人安全无碰撞的自主路径规划导航的目的。
在一个实施例中，根据本发明的另一方面，本发明进一步提供一种路径规划系统，处理器、二维激光传感器和三维激光传感器，处理器包括：
获取模块，用于获取所述机器人的起点和终点，并从所述二维激光传感器和三维激光传感器处获取环境数据；
生成模块，用于根据所述起点、终点和环境数据生成候选移动路径；所述候选移动路径包括若干个候选路径点；
计算模块，用于根据所述候选移动路径计算获取所述候选路径点对应的第一代价值，根据所述第一代价值计算获取总代价值最小的目标路径点；
处理模块，用于从所述起点开始依次根据所述目标路径点进行移动直至到达终点为止。
具体的，本实施例是上述方法实施例对应的系统实施例，具体效果参见上述方法实施例，在此不再一一赘述。
在一个实施例中，所述计算模块包括：
判断单元，用于判断所述候选移动路径中的当前候选路径点是否在预设激光扫描范围内；
确定单元，用于若所述当前候选路径点在预设激光扫描范围内，确定所述当前候选路径点的第一代价值等于第一设定值；
所述确定单元，还用于若所述当前候选路径点在预设激光扫描范围外，确定所述当前候选路径点的第一代价值等于第二设定值；
其中，所述第二设定值大于所述第一设定值。
具体的，本实施例是上述方法实施例对应的系统实施例，具体效果参见上述方法实施例，在此不再一一赘述。
在一个实施例中，所述生成模块包括：
构建单元，用于根据所述环境数据构建栅格地图，并确定障碍物在所述空间栅格中的障碍物坐标；所述栅格地图包括若干大小相等的小立方体构成的空间栅格；
生成单元，用于根据所述栅格地图、障碍物坐标生成从所述起点至所述终点的候选移动路径。
具体的，本实施例是上述方法实施例对应的系统实施例，具体效果参见上述方法实施例，在此不再一一赘述。
在一个实施例中，所述计算模块还包括：
第一获取单元，用于获取所述候选路径点与所述终点之间的第一距离值，根据所述第一距离值得到第二代价值；
第二获取单元，用于获取所述候选路径点与障碍物之间的第二距离值，根据所述第二距离值得到第三代价值；
计算单元，用于根据第一至第三代价值进行和值计算得到所述候选路径点对应的总代价值；
处理单元，用于比较各总代价值之间的大小，确定所述总代价值最小的候选路径点为所述目标路径点。
具体的，本实施例是上述方法实施例对应的系统实施例，具体效果参见上述方法实施例，在此不再一一赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各程序模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的程序模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的程序单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各程序模块可以集成在一个处理单元中，也可是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个处理单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件程序单元的形式实现。另外，各程序模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。
本发明的一个实施例，一种终端设备，包括处理器、存储器，其中，存储器，用于存放计算机程序；处理器，用于执行存储器上所存放的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现包括上述任意一个或者多个实施例所述一种路径规划方法的步骤。
所述终端设备可以为桌上型计算机、笔记本、掌上电脑、平板型计算机、手机、人机交互屏等设备。所述终端设备可包括，但不仅限于处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，上述仅仅是终端设备的示例，并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如：终端设备还可以包括输入/输出接口、显示设备、网络接入设备、通信总线、通信接口等。通信接口和通信总线，还可以包括输入/输出接口，其中，处理器、存储器、输入/输出接口和通信接口通过通信总线完成相互间的通信。该存储器存储有计算机程序，该处理器用于执行存储器上所存放的计算机程序，实现上述所对应方法实施例中的一种路径规划方法。
所述处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器可以是所述终端设备的内部存储单元，例如：终端设备的硬盘或内存。所述存储器也可以是所述终端设备的外部存储设备，例如：所述终端设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器还可以既包括所述终端设备的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需要的其他程序和数据。所述存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
通信总线是连接所描述的元素的电路并且在这些元素之间实现传输。例如，处理器通过通信总线从其它元素接收到命令，解密接收到的命令，根据解密的命令执行计算或数据处理。存储器可以包括程序模块，例如内核(kernel)，中间件(middleware)，应用程序编程接口(Application Programming Interface，API)和应用。该程序模块可以是有软件、固件或硬件、或其中的至少两种组成。输入/输出接口转发用户通过输入/输出接口(例如感应器、键盘、触摸屏)输入的命令或数据。通信接口将该终端设备与其它网络设备、用户设备、网络进行连接。例如，通信接口可以通过有线或无线连接到网络以连接到外部其它的网络设备或用户设备。无线通信可以包括以下至少一种：无线保真(WiFi)，蓝牙(BT)，近距离无线通信技术(NFC)，全球卫星定位系统(GPS)和蜂窝通信等等。有线通信可以包括以下至少一种：通用串行总线(USB)，高清晰度多媒体接口(HDMI)，异步传输标准接口(RS-232)等等。网络可以是电信网络和通信网络。通信网络可以为计算机网络、因特网、物联网、电话网络。终端设备可以通过通信接口连接网络，终端设备和其它网络设备通信所用的协议可以被应用、应用程序编程接口(API)、中间件、内核和通信接口至少一个支持。
本发明的一个实施例，一种存储介质，存储介质中存储有至少一条指令，指令由处理器加载并执行以实现上述一种路径规划方法对应实施例所执行的操作。例如，存储介质可以是只读内存(ROM)、随机存取存储器(RAM)、只读光盘(CD-ROM)、磁带、软盘和光数据存储设备等。
它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述或记载的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性、机械或其他的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可能集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序发送指令给相关的硬件完成，所述的计算机程序可存储于一存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述存储介质可以包括：能够携带所述计算机程序的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述存储介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如：在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读的存储介质不包括电载波信号和电信信号。
应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种路径规划方法，其特征在于，应用于机器人，所述机器人安装有二维激光传感器和三维激光传感器，包括步骤：
获取所述机器人的起点和终点；
从所述二维激光传感器和三维激光传感器处获取环境数据；
根据所述起点、终点和环境数据生成候选移动路径；所述候选移动路径包括若干个候选路径点；
根据所述候选移动路径计算获取所述候选路径点对应的第一代价值；
根据所述第一代价值计算获取总代价值最小的目标路径点；
从所述起点开始依次根据所述目标路径点进行移动直至到达终点为止。
2.根据权利要求1所述的一种路径规划方法，其特征在于，所述根据所述候选移动路径计算获取所述候选路径点对应的第一代价值包括步骤：
判断所述候选移动路径中的当前候选路径点是否在预设激光扫描范围内；
若所述当前候选路径点在预设激光扫描范围内，确定所述当前候选路径点的第一代价值等于第一设定值；
若所述当前候选路径点在预设激光扫描范围外，确定所述当前候选路径点的第一代价值等于第二设定值；
其中，所述第二设定值大于所述第一设定值。
3.根据权利要求1所述的一种路径规划方法，其特征在于，所述根据所述起点、终点和环境数据生成候选移动路径包括步骤：
根据所述环境数据构建栅格地图，并确定障碍物在所述空间栅格中的障碍物坐标；所述栅格地图包括若干大小相等的小立方体构成的空间栅格；
根据所述栅格地图、障碍物坐标生成从所述起点至所述终点的候选移动路径。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种路径规划方法，其特征在于，所述根据所述第一代价值计算获取总代价值最小的目标路径点包括步骤：
获取所述候选路径点与所述终点之间的第一距离值，根据所述第一距离值得到第二代价值；
获取所述候选路径点与障碍物之间的第二距离值，根据所述第二距离值得到第三代价值；
根据第一至第三代价值进行和值计算得到所述候选路径点对应的总代价值；
比较各总代价值之间的大小，确定所述总代价值最小的候选路径点为所述目标路径点。
5.一种路径规划系统，其特征在于，包括处理器、二维激光传感器和三维激光传感器，处理器包括：
获取模块，用于获取所述机器人的起点和终点，并从所述二维激光传感器和三维激光传感器处获取环境数据；
生成模块，用于根据所述起点、终点和环境数据生成候选移动路径；所述候选移动路径包括若干个候选路径点；
计算模块，用于根据所述候选移动路径计算获取所述候选路径点对应的第一代价值，根据所述第一代价值计算获取总代价值最小的目标路径点；
处理模块，用于从所述起点开始依次根据所述目标路径点进行移动直至到达终点为止。
6.根据权利要求5所述的一种路径规划系统，其特征在于，所述计算模块包括：
判断单元，用于判断所述候选移动路径中的当前候选路径点是否在预设激光扫描范围内；
确定单元，用于若所述当前候选路径点在预设激光扫描范围内，确定所述当前候选路径点的第一代价值等于第一设定值；
所述确定单元，还用于若所述当前候选路径点在预设激光扫描范围外，确定所述当前候选路径点的第一代价值等于第二设定值；
其中，所述第二设定值大于所述第一设定值。
7.根据权利要求5所述的一种路径规划系统，其特征在于，所述生成模块包括：
构建单元，用于根据所述环境数据构建栅格地图，并确定障碍物在所述空间栅格中的障碍物坐标；所述栅格地图包括若干大小相等的小立方体构成的空间栅格；
生成单元，用于根据所述栅格地图、障碍物坐标生成从所述起点至所述终点的候选移动路径。
8.根据权利要求5-7任一项所述的一种路径规划系统，其特征在于，所述计算模块还包括：
第一获取单元，用于获取所述候选路径点与所述终点之间的第一距离值，根据所述第一距离值得到第二代价值；
第二获取单元，用于获取所述候选路径点与障碍物之间的第二距离值，根据所述第二距离值得到第三代价值；
计算单元，用于根据第一至第三代价值进行和值计算得到所述候选路径点对应的总代价值；
处理单元，用于比较各总代价值之间的大小，确定所述总代价值最小的候选路径点为所述目标路径点。
9.一种终端设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器，用于执行所述存储器上所存放的计算机程序，实现如权利要求1至权利要求4任一项所述的路径规划方法所执行的操作。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行以实现如权利要求1至权利要求4任一项所述的路径规划方法所执行的操作。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210182364.0A CN114527760A (zh) | 2022-02-25 | 2022-02-25 | 一种路径规划方法、系统、终端设备和存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210182364.0A CN114527760A (zh) | 2022-02-25 | 2022-02-25 | 一种路径规划方法、系统、终端设备和存储介质 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114527760A true CN114527760A (zh) | 2022-05-24 |
Family
ID=81624054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210182364.0A Pending CN114527760A (zh) | 2022-02-25 | 2022-02-25 | 一种路径规划方法、系统、终端设备和存储介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114527760A (zh) |
-
2022
- 2022-02-25 CN CN202210182364.0A patent/CN114527760A/zh active Pending
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