TW202200965A

TW202200965A - 路徑規劃方法

Info

Publication number: TW202200965A
Application number: TW109123023A
Authority: TW
Inventors: 李昭宏
Original assignee: 中強光電股份有限公司
Priority date: 2020-06-23
Filing date: 2020-07-08
Publication date: 2022-01-01
Also published as: JP2022003518A; CN113835425A

Abstract

本發明提供一種路徑規劃方法，適用於載具，其包括：依據起始位置的資訊、目標位置的資訊以及地圖資訊來產生第一路徑；搜尋位於第一路徑上的至少一候選迴轉區域，並依據目標位置的資訊來決定至少一候選迴轉區域中的一個做為預定迴轉區域，其中各候選迴轉區域的中間點與目標位置之間的距離大於或等於載具的迴轉半徑；使載具沿著第一路徑移動，並使載具在預定迴轉區域進行迴轉動作，以將載具的第一端由第一方向轉為朝向相對於第一方向的第二方向；以及在迴轉動作結束後，使該載具到達該目標位置或使載具由預定迴轉區域移動至目標位置。

Description

路徑規劃方法

本發明是有關於一種載具的移動路徑的規劃方法，且特別適用於無法原地迴轉的載具。

無人載具例如自動堆高機或自動貨車，可用來運送貨物。以自動堆高機為例，自動堆高機的相對於其車頭的一側（車尾）具有「貨叉」結構。透過將自動堆高機的貨叉插入棧板的底部或自棧板的底部移出，可以完成貨物的裝載、運送及卸除。自動堆高機因其動力及感測系統的設計，適於以車頭朝前的方式行進，並需要在行走路徑中迴轉使貨叉朝前，以方便進行接下來的裝載或卸除貨物的動作。需說明的是，自動堆高機無法原地迴轉，而是要透過行進來迴轉（如同一般汽車）而改變貨叉的朝向。

在計算自動堆高機的行走路徑時，通常會使用時間彈性帶法（Timed Elastic Band，TEB）或是動態窗格法（Dynamic Window Approach，DWA）。以時間彈性帶法來說，可以依據起始位置與目標位置來計算出多種路徑，並從中決定一條預設路徑，以使自動堆高機沿預設路徑移動。並且，自動堆高機會在預設路徑上的任意位置進行迴轉。

然而，時間彈性帶法為確保車頭角度與所載貨物皆能夠平滑地移動，因此當預設路徑過長時，自動堆高機會因為會在預設路徑上的迴轉動作，使得車體偏離預設路徑且無法預期其偏離的程度。在上述情形下可能發生意外事件。若是動態窗格法，則需要記憶全部的決策點座標，無法用於複雜度較高的自走載具。

因此，需要針對自動堆高機以及其他有迴轉需求的無人載具提出一種可以滿足迴轉需求且避免路徑偏移的解決方案。

本發明提供一種路徑規劃方法，可以滿足無人載具的迴轉需求且避免載具的移動路徑偏移。

本發明的路徑規劃方法，適用於載具。該路徑規劃方法包括：依據起始位置的資訊、目標位置的資訊以及地圖資訊來產生第一路徑；搜尋位於第一路徑上的至少一候選迴轉區域，並依據目標位置的資訊來決定至少一候選迴轉區域中的一個做為預定迴轉區域，其中各候選迴轉區域的中間點與目標位置之間的距離大於或等於載具的迴轉半徑；使載具沿著第一路徑移動，並使載具在預定迴轉區域進行迴轉動作，以將載具的第一端由第一方向轉為朝向相對於第一方向的第二方向；以及在迴轉動作結束後，使該載具到達該目標位置或使載具由預定迴轉區域移動至目標位置。

在本發明的一實施例中，上述的路徑規劃方法的搜尋位於第一路徑上的至少一候選迴轉區域的步驟包括：由地圖資訊取得載具移動空間資訊；將載具移動空間資訊沿第一路徑的行進方向切分為多個區段，以獲得各區段在第三方向上的寬度資訊，其中第三方向垂直於行進方向，每一區段沿第一路徑具有第一長度；以及在連續的第一數量的這些區段中的每一個的寬度資訊皆大於或等於載具的載具長度時，將這些連續的區段做為一個候選迴轉區域，藉此獲得至少一候選迴轉區域，其中各候選迴轉區域在第一路徑上的長度等於載具的迴轉半徑的兩倍。

在本發明的一實施例中，上述的路徑規劃方法的第一數量等於閾值，閾值與迴轉半徑及第一長度相關聯。

在本發明的一實施例中，上述的路徑規劃方法的決定至少一候選迴轉區域中的一個為預定迴轉區域的步驟還包括：當至少一候選迴轉區域的數量為一個時，將這個候選迴轉區域做為預定迴轉區域。

在本發明的一實施例中，上述的路徑規劃方法的決定至少一候選迴轉區域中的一個為預定迴轉區域的步驟還包括：當至少一候選迴轉區域的數量為多個時，分別計算多個候選迴轉區域與目標位置之間的距離；以及選擇多個候選迴轉區域中的一個做為預定迴轉區域，其中預定迴轉區域與目標位置之間的距離小於未獲選的這些候選迴轉區域與目標位置之間的距離。

在本發明的一實施例中，上述的路徑規劃方法的載具設置有偵測裝置，上述的路徑規劃方法還包括：當載具沿著第一路徑移動且偵測裝置偵測到載具前方有動態障礙物時，依據地圖資訊、載具的第一當前位置資訊以及動態障礙物的動態障礙物位置資訊以使載具進行避障動作。

在本發明的一實施例中，上述的路徑規劃方法還包括：在避障動作結束後，取得載具的第二當前位置資訊與第一路徑之間的偏差資訊；以及依據偏差資訊使載具向第一路徑移動。

在本發明的一實施例中，上述的路徑規劃方法的依據第一當前位置資訊以及動態障礙物位置資訊以使載具進行避障動作的步驟還包括：將第一當前位置資訊、動態障礙物位置資訊以及地圖資訊進行整合，以產生整合後地圖資訊；以及依據整合後地圖資訊產生避障路徑，並依據避障路徑使載具進行避障動作。

在本發明的一實施例中，上述的路徑規劃方法的由地圖資訊取得載具移動空間資訊的步驟還包括：獲得迴轉需求空間資訊以及地圖資訊的靜態障礙物資訊；以及依據迴轉需求空間資訊以及靜態障礙物資訊，以產生載具移動空間資訊。

在本發明的一實施例中，上述的路徑規劃方法還包括：當未搜尋到至少一候選迴轉區域時，產生警示資訊。

基於上述，本發明可以預先設定載具最佳的迴轉位置以及確保載具有足夠的迴轉空間。由於載具在到達預定迴轉區域之前皆不需要調整頭向，因此並不會有多餘的橫向移動發生。

圖1繪示為本發明一實施例的路徑規劃方法的步驟流程圖。圖2繪示為載具的移動路徑及在預定迴轉區域進行迴轉的示意圖。請見圖1及圖2，本發明路徑規劃方法適用於載具AMV（例如為autonomous mobile vehicle、autonomous mobile robot 或automatic guided vehicle等無人載具）。前述載具AMV是指無人載具，例如堆高機或其他類似的載具。載具AMV可以向前或向後移動，但由於轉向角度及迴轉半徑r的限制，載具AMV無法在原地進行迴轉。步驟S110是由運算裝置（圖未示）依據載具AMV的起始位置x3的資訊、載具AMV的目標位置x4的資訊以及地圖資訊來產生第一路徑P1。特別說明的是，第一路徑P1為載具AMV行進的路線，因此以第一路徑P1為中心向兩側延伸至少大於載具AMV的車身寬度的範圍內不會有障礙物。

更詳細一點來說，運算裝置可以設置在載具AMV上或設於一外部設備中（圖未示）並透過例如無線方式來與載具AMV交換信息。運算裝置可以接收載具AMV本身的運動相關參數、起始位置x3的資訊、目標位置x4的資訊以及地圖資訊來進行運算以產生第一路徑P1。運動相關參數包括但不限於載具AMV的迴轉半徑r的資訊、車寬及車長等尺寸資訊、線速度限制資訊、角速度限制資訊、載具重量資訊、載具AMV的機構或零件的位置資訊以及定位容許精度資訊。起始位置x3通常是指載具的當前位置。起始位置x3的資訊包括但不限於全球定位系統（Global Positioning System，GPS）的座標資訊以及指示相對於前述地圖的位置的資訊。地圖資訊包括但不限於數位形式的地圖圖檔、可行走空間的資訊、禁止行走空間的資訊、膨脹區圖檔（例如沿行進方向且寬度為2倍車身寬度所形成的範圍）以及碰撞區圖檔。

另外，運算裝置例如是中央處理單元（central processing unit, CPU），或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微處理器（Microprocessor）、數位訊號處理器（Digital Signal Processor, DSP）、可程式化控制器、特殊應用積體電路（Application Specific Integrated Circuits, ASIC）、可程式化邏輯裝置（Programmable Logic Device, PLD）或其他類似裝置或這些裝置的組合。在本實施例中，運算裝置可以使用時間彈性帶法來決定第一路徑。在另一實施例中，運算裝置可以使用動態窗格法來決定第一路徑。第一路徑的數據形式包括但不限於笛卡爾座標（Cartesian Coordinate）、歐拉角（Euler Angle）以及四元數（quaternion）。

步驟S120是由運算裝置搜尋位於第一路徑P1上的至少一候選迴轉區域R，並依據目標位置x4的資訊來決定前述至少一候選迴轉區域R中的一個為預定迴轉區域RR。各候選迴轉區域R的中間點C與目標位置x4之間的距離大於或等於載具AMV的迴轉半徑r。此處的「中間點」可以視為候選迴轉區域R在第一路徑P1上的中間位置。也就是說，預定迴轉區域RR的中間點與目標位置x4之間的距離也是大於或等於載具AMV的迴轉半徑r。步驟S130是使載具AMV沿著第一路徑P1移動，並使載具AMV在預定迴轉區域RR進行迴轉動作（在預定迴轉區域R中，載具AMV進行迴轉動作，不會沿著第一路徑P1移動），以將載具AMV的第一端AMV1由第一方向A1轉為朝向相對於第一方向A1的第二方向A2。特別說明的是，本發明所述的迴轉動作是指載具AMV藉由前進轉向及後退轉向的結合動作完成。下面將以圖式來說明預定迴轉區域RR與迴轉半徑r之間的關係。

請見圖2，載具AMV沿第一路徑P1移動，並在進入預定迴轉區域RR（即載具AMV行進到迴轉開始點x1）時，離開第一路徑P1並朝第一路徑P1的左側行進（前進轉向）。然而，由於載具AMV的轉向角度的限制，載具AMV實際行進路線會如圖2所示，往左斜前方曲線前進，直至載具AMV的前進方向垂直於第一路徑P1或載具AMV的貨叉垂直於第一路徑P1。接著，載具AMV以貨叉朝前的方式（後退轉向），經過迴轉結束點x2返回第一路徑P1。請回到圖1，步驟S140是在迴轉動作結束後，載具AMV到達目標位置x4或使載具AMV由預定迴轉區域RR移動至目標位置x4。詳細而言，若目標位置x4相對於預定迴轉區域RR尚有一段距離，亦即，預定迴轉區域RR的中間點與目標位置x4的距離大於載具AMV的迴轉半徑r（迴轉結束點x2並非目標位置x4），則載具AMV接著由預定迴轉區域RR（例如迴轉結束點x2）移動至目標位置x4。但是在迴轉結束點x2即目標位置x4的情況下，亦即，預定迴轉區域RR的中間點與目標位置x4的距離等於載具AMV的迴轉半徑r，則載具AMV即到達目標位置x4，在此情況下，則直接完成步驟S140。下面將搭配圖3A~3E來說明如何搜尋位於第一路徑P1上的至少一候選迴轉區域R。

圖3A~3E繪示為本發明一實施例的候選迴轉區域的產生過程的示意圖。請見圖2及圖3A，首先由地圖資訊取得地圖圖檔300以及依相關資訊所產生的第一路徑P1，其中，x3表示起始位置，x4表示目標位置。請見圖3B，接著由運算裝置建立一張與地圖圖檔300相同尺寸的空白圖檔，並在其中產生以第一路徑P1為中心向兩側分別延伸寬度L的一個範圍，以獲得包含迴轉需求空間資訊的迴轉空間圖檔310。其中，寬度L為載具AMV執行迴轉動作時，在垂直於第一路徑P1上的所需距離，例如寬度L可等於或大於載具AMV的載具長度（例如1倍或1.5倍），或者寬度L可等於或大於載具AMV的迴轉半徑r（例如1倍或1.5倍）。在本實施例中，運算裝置可以將該範圍的像素值設為1，而其餘像素值為0。在圖3C中，運算裝置由地圖圖檔300取得與地圖圖檔300相同尺寸的障礙物圖檔320，其中障礙物圖檔320包含靜態障礙物資訊，障礙物圖檔320的深色區域D的像素值被設為1（其餘的像素值被設為0）。深色區域D表示為障礙物區，即無法供載具行走的區域，例如固定建物、貨架等。

請見圖3D，經由地圖資訊取得的地圖圖檔300，再由運算裝置依據迴轉空間圖檔310以及障礙物圖檔320進行運算，以產生包含有載具AMV可移動空間的載具移動空間資訊的圖檔330。詳細而言，在本實施例中，運算裝置可以對迴轉空間圖檔310以及障礙物圖檔320進行及（AND）運算。例如，對迴轉空間圖檔310以及障礙物圖檔320中對應位置的各像素值進行及運算，若兩者皆為1則輸出像素值為1（在圖3D中以灰色繪示），其餘則輸出像素值為0，藉此獲得包含有載具AMV可移動空間的載具移動空間資訊的圖檔330。意即，在圖檔330中，灰色區域即為以第一路徑P1為中心向兩側分別延伸寬度L的範圍內不可行經的區域。

請見圖3A及圖3E，運算裝置將包含載具移動空間資訊的圖檔330沿第一路徑P1的行進方向A切分為多個區段S，以獲得各區段S在第三方向A3上的寬度資訊。其中，第三方向A3垂直於行進方向A，每一區段S沿第一路徑P1具有第一長度L1。詳細而言，針對各別的區段S，運算裝置可以對在以第一路徑P1為中心向兩側分別延伸寬度L的左側（上側）範圍及右側（下側）範圍內的像素值進行判斷，若各區段S向左側延伸寬度L或向右側延伸寬度L的範圍中的所有像素值皆為0，則運算裝置將該區段S新增標記。舉例來說，若各別區段S的左側範圍中的所有像素值皆為0，則運算裝置將該區段S新增“1”的標記，若各別區段S的右側範圍中的所有像素值皆為0，則運算裝置將該區段S新增“-1”的標記。相反地，若上述各別區段S的左側範圍及右側範圍中均有任一像素值為1的情況（例如運算裝置完成該區段S的判斷後，未有“1”或“-1”的標記），則運算裝置將該區段S新增“0”的標記。詳細而言，每一區段S的標記即代表每一區段S的寬度資訊，標記為1即代表此區段S在第一路徑P1左側寬度L的範圍內未有障礙物，其寬度資訊為左側區域大於或等於寬度L；標記為-1即代表此區段S在第一路徑P1右側寬度L的範圍內未有障礙物，其寬度資訊為右側區域大於或等於寬度L；標記為0即代表此區段S在第一路徑P1的左側寬度L及右側寬度L的範圍內均有障礙物，其寬度資訊為小於寬度L。但本發明不以此為限，在其他的實施例中，可以將每一區段S垂直於第一路徑P1的寬度設定為2L（以第一路徑P1為中心向兩側分別延伸寬度L），因此在進行前述標記作業時，僅需檢核各區段S的左側區域及右側區域中是否有像素值為1即可。

進一步來說，以圖3E為例，可以清楚看出在多個區段S中僅有部分區段（記做S1~S5）被標記為1，其餘區段S皆被標記為0。也就是說，在圖3E中僅有區段S1~S5滿足以第一路徑P1為中心向左側延伸寬度L的範圍內的所有像素值為0的條件。運算裝置可以從目標位置x4往起始位置x3依序檢視各區段S的標記結果。若存在標記為1的連續的多個區段S且其數量等於第一數量，運算裝置可將前述連續的多個區段S所對應的區域列為候選迴轉區域R，藉此獲得至少一候選迴轉區域R；或者，若存在標記為-1的連續的多個區段S且其數量等於第一數量，運算裝置可將前述連續的多個區段S所對應的區域列為候選迴轉區域R，藉此獲得至少一候選迴轉區域R。其中，前述第一數量等於一閾值，且閾值與載具AMV的迴轉半徑r以及區段S的第一長度L1相關聯。具體來說，閾值可以被設定為是載具AMV的2倍迴轉半徑r除以第一長度L1的值。也就是說，各候選迴轉區域R在第一路徑P1上的長度等於載具AMV的迴轉半徑r的2倍，如圖3E所示，在本實施例中閾值為5，即需連續5個標記為“1”的區段S才可被列為候選迴轉區域R，然而本發明不以此為限。在其他實施例中，閾值可以被設定為載具的2.5倍迴轉半徑r除以第一長度L1的值，也可以是載具的3倍迴轉半徑r除以第一長度L1的值。以圖3E的例子來說，只有區段S1~S5所對應的區域可以滿足上述條件。因此，運算裝置將區段S1~S5所對應的區域列為候選迴轉區域R。另外，假如在運算裝置搜尋不到任何候選迴轉區域R時，將產生警示資訊並回報使用者「路徑錯誤」的相關訊息。

需說明的是，為了方便說明，圖3A~3E中的第一路徑P1皆以一直線來呈現，然而這並不表示本發明只能應用於直線路徑。在其他實施例中，第一路徑P1也可以是多線段的組合或曲線。另外，本實施例中的區段S的第一長度L1例如被設定為1公分。在其他實施例中，第一長度L1也可以依據設計者的實際需求被設計為其他長度，例如2~10公分其中之一值，而閾值也隨之改變。

由於圖3E僅存在一個候選迴轉區域R，故運算裝置將該個候選迴轉區域R決定為預定迴轉區域RR，並將預定迴轉區域RR的起點與終點分別列為迴轉開始點x1與迴轉結束點x2。運算裝置並以預定迴轉區域RR來切分任務。具體來說，運算裝置可以定義一個任務為使載具AMV從起始位置x3移動到迴轉開始點x1，並定義另一個任務為使載具AMV從迴轉結束點x2移動到目標位置x4。

在圖3A~3E的實施例當中，運算裝置最終僅列出一個候選迴轉區域R。但是在其他未示出的實施例中，可以存在多個候選迴轉區域R且部分候選迴轉區域R位於第一路徑P1的左側，而另一部分候選迴轉區域R位於第一路徑P1的右側。在具有多個候選迴轉區域R的實施例中，運算裝置分別計算多個候選迴轉區域R與目標位置x4之間的距離，運算裝置可以選擇最靠近目標位置x4的一個候選迴轉區域R做為預定迴轉區域RR，其中預定迴轉區域RR與該目標位置x4之間的距離小於未獲選的多個候選迴轉區域R與目標位置x4之間的距離。或者，運算裝置也可以選擇最遠離目標位置x4的一個候選迴轉區域R做為預定迴轉區域RR。進一步來說，多個候選迴轉區域R可能彼此分離，亦可能多個候選迴轉區域R有部分重疊的現象。舉例來說，圖4繪示為本發明一實施例的多個候選迴轉區域的示意圖。請見圖4，由於被標記為1的連續的多個區段S的數量遠大於閾值（閾值例如為5，本實施例中連續10個區段S被標示為“1”），運算裝置可判斷這一塊區域可以列出7個候選迴轉區域R1~R7，並且相鄰的兩個候選迴轉區域可部分地重疊。

在另一實施例中，載具AMV可以裝設有用以偵測距離的至少一個偵測裝置（圖未示）。偵測裝置可以裝在車頭側或貨叉側，或是兩處皆裝設有偵測裝置。偵測裝置可以偵測載具AMV在行進方向上是否有動態的障礙物（不會出現在障礙物圖檔中，例如其他載具或正在走動的人），以使載具AMV可以即時進行避障動作。

圖5繪示為本發明一實施例的載具的避障操作的示意圖。請見圖5，H表示動態障礙物，S表示已記錄在地圖資訊中的靜態障礙物。由圖5可看出，第一路徑P1會繞過靜態障礙物S。然而載具AMV沿第一路徑P1移動的過程中，在偵測到動態障礙物H的情況下，運算裝置可以依據載具AMV與動態障礙物H的距離以將動態障礙物H的位置標示在地圖資訊中。運算裝置可以整合載具AMV當前位置資訊、動態障礙物H的位置資訊以及地圖資訊，來產生整合後地圖資訊，以使載具AMV進行避障動作。運算裝置並可依據整合後地圖資訊重新規劃路徑以產生避障路徑P1’，並依據避障路徑P1’使載具進行避障動作，隨後使得載具AMV在完成避障動作後可回到第一路徑P1的路徑上。具體來說，在完成避障動作後，運算裝置取得載具AMV的當前位置的資訊與第一路徑P1的偏差資訊，並依據偏差資訊使載具向第一路徑P1移動，例如運算裝置以每隔一間隔時間就計算一次載具AMV當前位置相對於第一路徑P1的最短距離的方式，來重新回到第一路徑P1。運算裝置可同時偵測載具AMV當前位置是否已接近迴轉開始點，若是則開始進行迴轉動作。在結束迴轉動作後，運算裝置控制載具AMV回到第一路徑P1上以到達目標位置，但本發明不限於此。在其他實施例中，載具AMV移動的過程中，在偵測到動態障礙物H的情況下，運算裝置可以依據載具AMV與動態障礙物H的距離以將動態障礙物H的位置新增標示在地圖資訊中，並且重新規劃路徑以產生避障路徑P1’以取代第一路徑P1，而使載具AMV到達目標位置。此外，當載具AMV偵測到預定迴轉區域RR內有動態障礙物H時，運算裝置控制載具AMV在原地等待，並在偵測到動態障礙物H消除後再進行迴轉動作。

總結以上，運算裝置的操作流程可以如圖6所示。圖6繪示為本發明一實施例的路徑規劃方法的步驟流程圖。請見圖2及圖6，步驟610為依據起始位置x3的資訊、目標位置x4的資訊以及地圖資訊來產生第一路徑P1。步驟S620為從目標位置x4往起始位置x3搜尋第一路徑P1上的候選迴轉區域R。步驟S630為判斷是否存在至少一個候選迴轉區域R。若判斷結果為否，則回報路徑錯誤的相關信息（步驟S640）。若判斷結果為是，則前進到步驟S650。在步驟S650中，判斷該至少一個候選迴轉區域R的數量是否為1。若判斷結果為否（步驟S660，表示候選迴轉區域R有多個），則在多個候選迴轉區域R當中選擇一個做為預定迴轉區域RR。若判斷結果為是（步驟S670，表示候選迴轉區域R只有一個），則將該個候選迴轉區域R做為預定迴轉區域RR。在步驟S680中，判斷預定迴轉區域RR的中間點與目標位置x4的距離是否等於載具AMV的迴轉半徑r的兩倍。若判斷結果為否（步驟690），則依據預定迴轉區域RR來定義兩個移動任務（一個移動任務為起始位置x3移動至預定迴轉區域RR；另一移動任務為預定迴轉區域RR移動至目標位置x4）。若判斷結果為是（步驟700），則僅定義一個移動任務。特別說明的是，前述的移動任務是指載具AMV沿第一路徑P1移動的任務，並不包含迴轉動作。

綜上所述，本發明可以預先設定最佳的迴轉位置以及確保載具有足夠的迴轉空間。由於無人載具在到達迴轉開始點之前皆不需要調整頭向，因此並不會有多餘的橫向移動發生，故載具的實際行走路徑會與預期的第一路線一致。進一步地，運算裝置可以經由定時性地確認載具當前位置與第一路徑的差異值，來控制載具維持在第一路徑上，或是在結束避障動作後回到第一路徑上。因此，本發明也可以確保載具不會有預期之外的行走路徑。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。此外，本說明書或申請專利範圍中提及的“第一”、“第二”等用語僅用以命名元件（element）的名稱或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量上的上限或下限。

A:行進方向 A1:第一方向 A2:第二方向 A3:第三方向 AMV:載具 AMV1:第一端 C:中間點 D:深色區域 H:動態障礙物 L1:第一長度 P1:第一路徑 P1’:避障路徑 RR:預定迴轉區域 R、R1~R7:候選迴轉區域 r:迴轉半徑 SD:靜態障礙物 S、S1~S5:區段 S110~S140、S610~S690、S700:步驟 x1:迴轉開始點 x2:迴轉結束點 x3:起始位置 x4:目標位置 300:地圖圖檔 310:迴轉空間圖檔 320:障礙物圖檔 330:圖檔

圖1繪示為本發明一實施例的路徑規劃方法的步驟流程圖。圖2繪示為載具的移動路徑及在預定迴轉區域進行迴轉的示意圖。圖3A~3E繪示為本發明一實施例的候選迴轉區域的產生過程的示意圖。圖4繪示為本發明一實施例的多個候選迴轉區域的示意圖。圖5繪示為本發明一實施例的載具的避障操作的示意圖。圖6繪示為本發明一實施例的路徑規劃方法的步驟流程圖。

S110~S140:步驟

Claims

一種路徑規劃方法，適用於一載具，包括：依據一起始位置的資訊、一目標位置的資訊以及一地圖資訊來產生一第一路徑；搜尋位於該第一路徑上的至少一候選迴轉區域，並依據該目標位置的資訊來決定該至少一候選迴轉區域中的一個為一預定迴轉區域，其中各該候選迴轉區域的中間點與該目標位置之間的距離大於或等於該載具的一迴轉半徑；使該載具沿著該第一路徑移動，並使該載具在該預定迴轉區域進行一迴轉動作，以將該載具的一第一端由一第一方向轉為朝向相對於該第一方向的一第二方向；以及在該迴轉動作結束後，該載具到達該目標位置或使該載具由該預定迴轉區域移動至該目標位置。
如請求項1所述的路徑規劃方法，其中搜尋位於該第一路徑上的至少一候選迴轉區域的步驟包括：由該地圖資訊取得一載具移動空間資訊；將該載具移動空間資訊沿該第一路徑的一行進方向切分為多個區段，以獲得各該區段在一第三方向上的一寬度資訊，其中該第三方向垂直於該行進方向，該些區段中的每一個沿該第一路徑具有一第一長度；以及在連續的一第一數量的該些區段中的每一個的該寬度資訊皆大於或等於該載具的一載具長度時，將該些連續的區段做為一個候選迴轉區域，藉此獲得該至少一候選迴轉區域，其中各該候選迴轉區域在該第一路徑上的長度等於該載具的該迴轉半徑的兩倍。
如請求項2所述的路徑規劃方法，其中該第一數量等於一閾值，該閾值與該迴轉半徑及該第一長度相關聯。
如請求項1所述的路徑規劃方法，其中決定該至少一候選迴轉區域中的一個為該預定迴轉區域的步驟還包括：當該至少一候選迴轉區域的數量為一個時，將該個候選迴轉區域做為該預定迴轉區域。
如請求項1所述的路徑規劃方法，其中決定該至少一候選迴轉區域中的一個為該預定迴轉區域的步驟還包括：當該至少一候選迴轉區域的數量為多個時，分別計算該多個候選迴轉區域與該目標位置之間的一距離；以及選擇該多個候選迴轉區域中的一個做為該預定迴轉區域，其中該預定迴轉區域與該目標位置之間的該距離小於未獲選的該些候選迴轉區域與該目標位置之間的該些距離。
如請求項1所述的路徑規劃方法，其中該載具設置有一偵測裝置，該路徑規劃方法還包括：當該載具沿著該第一路徑移動且該偵測裝置偵測到該載具前方有一動態障礙物時，依據該地圖資訊、該載具的一第一當前位置資訊以及該動態障礙物的一動態障礙物位置資訊以使該載具進行一避障動作。
如請求項6所述的路徑規劃方法，還包括：在該避障動作結束後，取得該載具的一第二當前位置資訊與該第一路徑之間的一偏差資訊；以及依據該偏差資訊使該載具向該第一路徑移動。
如請求項6所述的路徑規劃方法，其中依據該第一當前位置資訊以及該動態障礙物位置資訊以使該載具進行該避障動作的步驟還包括：將該第一當前位置資訊、該動態障礙物位置資訊以及該地圖資訊進行整合，以產生一整合後地圖資訊；以及依據該整合後地圖資訊產生一避障路徑，並依據該避障路徑使該載具進行該避障動作。
如請求項2所述的路徑規劃方法，其中由該地圖資訊取得該載具移動空間資訊的步驟還包括：獲得一迴轉需求空間資訊以及該地圖資訊的一靜態障礙物資訊；以及依據該迴轉需求空間資訊以及該靜態障礙物資訊，以產生該載具移動空間資訊。
如請求項1所述的路徑規劃方法，還包括：當未搜尋到該至少一候選迴轉區域時，產生一警示資訊。