路径规划方法、装置及控制系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114200920A(43)申请公布日2022.03.18(21)申请号202010981279.1(22)申请日2020.09.17(71)申请人中国移动通信集团天津有限公司地址300000天津市天津港保税区M区64号申请人中国移动通信集团有限公司(72)发明人赵东明(74)专利代理机构北京国昊天诚知识产权代理有限公司11315代理人许振新(51)Int.Cl.G05D1/02(2020.01)G01C21/20(2006.01)G01C21/34(2006.01)权利要求书2页说明书13页附图6页(54)发明名称路径规划方法、装置及控制系统(57)摘要本申请提供一种路径规划方法、装置及控制系统。方法包括：确定可移动主体的作业环境中的障碍物；通过分析障碍物和目标位置对所述可移动主体产生的合势场，得到初始路径，所述初始路径为合势场最小条件下所述可移动主体从起点位置到达所述目标位置的无碰撞路径；基于所述初始路径，得到群智能算法中群体的初始位置集；通过所述群智能算法对所述初始位置集进行迭代更新处理并评估，得到最佳位置集，生成所述最佳位置集对应的最优路径。由此，本申请通过先寻找初始的最佳路径，再进行群智能算法的寻优，可有效减少群智能算法的收敛时间，提高寻优效率。CN114200920ACN114200920A权利要求书1/2页1.一种路径规划方法，其特征在于，包括：确定可移动主体的作业环境中的障碍物；通过分析障碍物和目标位置对所述可移动主体产生的合势场，得到初始路径，所述初始路径为合势场最小条件下所述可移动主体从起点位置到达所述目标位置的无碰撞路径；基于所述初始路径，得到群智能算法中群体的初始位置集；通过所述群智能算法对所述初始位置集进行迭代更新处理并评估，得到最佳位置集，生成所述最佳位置集对应的最优路径。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述群智能算法对所述初始位置集进行迭代更新处理并评估，得到最佳位置集，包括：初始化所述群体中各个体对应的位置集为所述初始位置集；维持第一个体对应的初始位置集不变，对其他个体对应的初始位置集进行位置迭代更新处理；对各个体对应的位置集进行评估；基于最大迭代次数下每个个体的评估结果，确定最佳位置集。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对各个体对应的位置集进行评估，包括：获取路径规划的目标函数；基于所述目标函数，评估各个体对应的位置集的适应度；其中，所述目标函数包括第一目标函数和第二目标函数，所述第一目标函数对应的指标是路径上相邻两个点之间的距离值的总和最小，所述第二目标函数对应的指标是可移动主体沿路径达到所述目标位置的过程中的总转角改变量最小。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标函数，评估各个体对应的位置集的适应度，包括：获取所述第一目标函数和所述第二目标函数对应的指标之间的权重比；基于所述第一目标函数和所述第二目标函数，以及指标之间的权重比，评估所述更新后的位置集的适应度。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述群智能算法为猫群算法，所述基于最大迭代次数下每个个体的评估结果，确定最优的位置集，包括：基于每只猫的适应度计算最优个体的位置信息，并且将最优解的位置信息存放到外部容器中；将最优解位置信息和当前猫的位置信息进行比较，使用适应度较好的解来替换当前猫的位置；以此类推，得到最大迭代次数下的最优解的最佳位置集。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述初始路径，得到群智能算法中群体的初始位置集，包括：确定所述初始路径中与所述起点位置对应的第一序列点、与所述目标位置对应的第二序列点；将所述第一序列点作为坐标原点、所述第一序列点和所述第二序列点的连线作为坐标轴，得到新的坐标系；2CN114200920A权利要求书2/2页通过垂直线将所述第一序列点和所述第二序列点之间的线段进行划分为i+1等份，得到垂直线与所述初始路径的交点，记为所述初始位置集。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：基于所述最优路径，生成所述可移动主体的角速度变化数据和线速度变化数据；将所述可移动主体的角速度变化数据和线速度变化数据转换为左右轮的速度，并由电机控制所述左右轮的转速，驱动所述可移动主体完成作业。8.一种路径规划装置，其特征在于，包括：确定模块，用于确定可移动主体的作业环境中的障碍物；第一处理模块，用于通过分析障碍物和目标位置对所述可移动主体产生的合势场，得到初始路径，所述初始路径为合势场最小条件下所述可移动主体从起点位置到达所述目标位置的无碰撞路径；第二处理模块，用于基于所述初始路径，得到群智能算法中群体的初始位置集；第三处理模块，用于通过所述群智能算法对所述初始位置集进行迭