工程机械入场路径规划方法和路径规划装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103017757A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN103017757A(43)申请公布日2013.04.03(21)申请号201210520284.8(22)申请日2012.12.06(71)申请人中联重科股份有限公司地址410013湖南省长沙市岳麓区银盆南路361号(72)发明人曾杨黄文华范卿李义(74)专利代理机构北京康信知识产权代理有限责任公司11240代理人吴贵明张永明(51)Int.Cl.G01C21/00(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书99页页附图附图55页(54)发明名称工程机械入场路径规划方法和路径规划装置(57)摘要本发明提供了一种工程机械入场路径规划方法和路径规划装置。该工程机械的入场路径规划方法包括：将入场区域内的障碍物的三维模型投影到水平面上，得到障碍物的二维投影轮廓；利用二维投影轮廓分别计算每两个相邻障碍物之间的最短连线，并标记最短连线的中点；计算工程机械经由最短连线的中点到达目标位置的各条路径，并对所述各条路径进行路径规划计算；分别计算工程机械按照经过路径计算的各条路径入场需要行进的距离、转弯次数、和工程机械通过障碍物时与障碍物的最小距离；按照需要行进的距离、转弯次数、和工程机械通过障碍物时与障碍物的最小距离对经过路径计算的各条路径进行排序，并输出结果。从而最终得出最优路径方案。CN10375ACN103017757A权利要求书1/2页1.一种工程机械入场路径规划方法，其特征在于，包括：将入场区域内的障碍物的三维模型投影到水平面上，得到所述障碍物的二维投影轮廓；利用所述二维投影轮廓分别计算每两个相邻所述障碍物之间的最短连线，并标记所述最短连线的中点；计算工程机械经由所述最短连线的中点到达目标位置的各条路径，并对所述各条路径进行路径规划计算；分别计算工程机械按照经过路径计算的各条路径入场需要行进的距离、转弯次数、和所述工程机械通过障碍物时与障碍物的最小距离；按照所述需要行进的距离、转弯次数、和所述工程机械通过障碍物时与障碍物的最小距离对经过路径计算的各条路径进行排序，并根据排序结果输出各条入场路径。2.根据权利要求1所述的工程机械入场路径规划方法，其特征在于，利用所述二维投影轮廓分别计算每两个相邻所述障碍物之间的最短连线包括：使用层次包围盒法分别对每个障碍物的二维投影轮廓进行计算，得到每个障碍物的包围盒轮廓；分别计算每两个相邻所述障碍物的包围盒轮廓之间的最短连线，作为每两个相邻所述障碍物之间的最短连线。3.根据权利要求2所述的工程机械入场路径规划方法，其特征在于，使用层次包围盒法分别对每个障碍物的二维投影轮廓进行计算，得到每个障碍物的包围盒轮廓包括：使用方向包围盒对每个障碍物的二维投影轮廓进行计算，得到所述每个障碍物的矩形轮廓；分别计算每两个相邻所述障碍物的包围盒轮廓之间的最短连线包括：分别计算每两个相邻所述障碍物的矩形轮廓之间的最短连线。4.根据权利要求1所述的工程机械入场路径规划方法，其特征在于，计算工程机械经由所述最短连线的中点到达目标位置的各条路径包括：沿当前点向目标点的前进方向进行路径探索；当前进方向上遇到障碍物时，判断遇到的障碍物的至少一侧是否存在该障碍物到与该障碍物相邻的障碍物的最短连线；当遇到的障碍物的至少一侧存在该障碍物到与该障碍物相邻的障碍物的最短连线时，通过所述最短连线的中点向目标点搜索路径，并记录当前点到所述中点的路径。5.根据权利要求4所述的工程机械入场路径规划方法，其特征在于，判断遇到的障碍物的至少一侧是否存在该障碍物到与该障碍物相邻的障碍物的最短连线之后还包括：当所述障碍物的至少一侧不存在该障碍物到与该障碍物相邻的障碍物的最短连线时，根据所述工程机械绕行障碍物的安全距离查找距离最短的转向点，通过所述转向点向目标点搜索路径，并记录当前点到转向点的路径。6.根据权利要求1所述的工程机械入场路径规划方法，其特征在于，对所述各条路径进行路径规划计算之后还包括：分别判断经过路径计算的各条路径中所有最短连线的距离是否都大于所述工程机械的转弯安全距离；2CN103017757A权利要求书2/2页删除出现最短连线的距离小于所述工程机械的转弯安全距离的路径。7.根据权利要求6所述的工程机械入场路径规划方法，其特征在于，所述工程机械的转弯安全距离为工程机械外轮廓的最大转弯半径与内轮廓的最小半径之差加上预设裕值。8.根据权利要求1所述的工程机械入场路径规划方法，其特征在于，分别计算工程机械按照经过路径计算的各条路径入场需要行进的距离包括：计算经过路径计算的各条路径中工程机械转弯的中心点、半径、和转向位置；分别对经过路径计算的各条路径中工程机械转弯的弧线距离进行累加得到所述各条路径入场需要行进的距离。9.根据权利要