自主移动装置及其路径规划方法、装置和存储介质与流程

本发明涉及导航，具体而言，涉及一种自主移动装置及其路径规划方法、装置和存储介质。

背景技术：

1、近年来，由于例如自主移动机器人(autonomous mobile robot，简称amr)或自动导引运输车(automated guided vehicle，简称agv)这样的自主移动装置具备自主性以及高效性的特性，自主移动装置已经广泛应用于各种场景中，例如，智能物流仓储场景。相关技术方案中，在自主移动装置上使用的是基于voronoi图的路径规划算法，该算法主要是把自主移动装置抽象成一个点来进行表征，而不能将自主移动装置看成是一个具有物理形态的整体，只考虑这个抽象的点是如何经过运动学方程来表示一段时间内的运动过程，导致在实际使用中，自主移动装置本体在运动过程中易发生碰撞。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

2、为此，本发明的第一个方面在于，提供了一种自主移动装置的路径规划方法。

3、本发明的第二个方面在于，提供了一种自主移动装置的路径规划装置。

4、本发明的第三个方面在于，提供了另一种自主移动装置的路径规划装置。

5、本发明的第四个方面在于，提供了一种可读存储介质。

6、本发明的第五个方面在于，提供了一种自主移动装置。

7、有鉴于此，根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种自主移动装置的路径规划方法，包括：获取自主移动装置在起点的位置状态信息、在终点的位置状态信息和约束条件；以起点作为选取点，基于运动方程和选取点的位置状态信息确定第一待选点状态集合，第一待选点状态集合包括至少一个待选点的位置状态信息；基于约束条件，确定第一待选点状态集合中的第二待选点状态集合；确定第二待选点状态集合中每一待选点所对应的代价值；基于代价值，从第二待选点状态集合中确定目标待选点；基于目标待选点的位置状态信息，确定起点与终点之间的路径。

8、在本技术的技术方案中，提出了一种自主移动装置的路径规划方法，通过设置约束条件，以便利用约束条件来将自主移动装置自身是一个物理体积以及在动力学上的约束表征出来，使得运行上述自主移动装置的路径规划方法所搜索得到的路径的过程中，利用约束条件的约束，输出更加合理的目标待选点，从而基于目标待选点规划出起点到终点之间的路径。在此过程中，改善相关技术方案中，自主移动装置本体在运动过程中易发生碰撞的问题。

9、本技术的技术方案是基于以下原理实现的，具体地，在接收起点和终点的位置状态信息的同时或前后，还接收到约束条件。

10、在以起点作为选取点输入至基于运动方程，以便利用运动方程推算自主移动装置在下一时刻的运动状态所得到的第一待选点状态集合，在确定第一待选点状态集合之后，利用约束条件对第一待选点状态集合中的元素进行筛选，得到第二待选点状态集合，在此过程中，能够利用约束条件筛选出与自主移动装置自身是一个物理体积适配以及满足动力学上的约束的待选点，在减少需要计算代价值的选取点数量的同时，筛选过滤掉容易出现碰撞的待选点，以此来改善相关技术方案中，自主移动装置本体在运动过程中易发生碰撞的问题。

11、在一些技术方案中，可选地，约束条件可以是基于自主移动装置的物理体积、机械连接结构、各连接部件的性能指标以及动力学上的工作原理所预先构建的，也可以是基于自主移动装置的物理体积、机械连接结构、各连接部件的性能指标以及动力学上的工作原理的基础上，人为设置创建的。

12、在一些技术方案中，可选地，运动方程包括以下方程：

13、

14、

15、v＝v0+at；

16、w＝w0+βt；

17、t＝t0+dt；

18、其中，x表示距离值，x0表示初始距离值，v表示线速度，v0表示初始线速度，a表示线加速度，t表示时间，θ0表示初始偏转角度，w0表示初始角速度，β表示初始角加速度，v为线速度，t0为初始时刻，w是角速度。

19、由上述运动方程可知，在已知x0，w0，θ0，v0，a和β之后，可以推到t0下一时刻dt的t时刻的x，θ，v，w，也即本技术中的待选点，基于此，可以得到第一待选点状态集合。

20、由于选取点可以从不同的方向向终点运动，进而抵达终点，故第一待选点状态集合包括至少一个待选点的位置状态信息。

21、在此过程中，第一待选点状态集合中的待选点是基于运动方程推导得到的，而上述运动方程包括了距离、速度、加速度这些参数，由于速度是加速度的积分，位置是速度的积分，因此，基于运动方程所确定的待选点都能满足动力学的平滑性，无需为了提高路径的平滑性或者绕障性能，在路径的基础上继续做轨迹的后端优化，以消除路径上的一些不合理的角度突变路径。

22、显然，利用运动方程进行待选点的推导在确保确定的待选点都能满足动力学的平滑性的同时，还能降低路径规划过程中需要的计算量，进而降低自主移动装置的功耗。

23、此外，目标待选点是基于代价值，在第二待选点状态集合中筛选出来的待选点，因此，可以在第二待选点状态集合中筛选出代价值最小的选取点作为目标待选点，在此过程中，能够筛选得到由起点到终点花费代价最下的路径，以此来满足路径规划的要求。

24、在一些技术方案中，可选地，目标待选点是第二待选点状态集合中代价值最小的选取点。

25、在一些技术方案中，可选地，按照代价值由小至大对第二待选点状态集合中的每一个待选点进行排序，将代价值最小的待选点作为目标待选点。

26、在此过程中，可以基于起点推导出与起点最临近的第一个目标待选点。

27、另外，本技术提出的自主移动装置的路径规划方法还具有以下附加技术特征。

28、在一些技术方案中，可选地，第二待选点状态集合中除所述目标待选点的待选点的位置状态信息被存储在第一列表中，基于目标待选点的位置状态信息，确定起点与终点之间的路径，具体包括：重复执行第一步骤，直至更新后的选取点为终点；基于起点、选取点、更新后的选取点和终点确定路径；第一步骤包括：以目标待选点作为更新后的选取点，基于运动方程和更新后的选取点的位置状态信息更新第一待选点状态集合；基于更新的第一待选点状态集合和约束条件更新第二待选点状态集合；确定更新的第二待选点状态集合中每一待选点所对应的代价值；更新的第一列表；基于第一列表中待选点所对应的代价值更新目标待选点。

29、在该技术方案中，可以基于目标待选点作为更新后的待选点，进而重复执行第一步骤，以便推导得到第二个目标待选点，以此类推，直至更新的待选点为终点，在此过程中，能够基于上一个目标待选点逐一推导得到下一个目标待选点，进而根据起点、选取点、更新后的选取点和终点来确定路径。

30、具体地，通过将第二待选点状态集合中除目标待选点的待选点的位置状态信息被存储在第一列表，以便在重复执行第一步骤的过程中，通过更新第一列表，能够在每次更新目标待选点的过程中，基于代价值筛选得到代价值最小的待选点作为目标待选点，在此过程中，能够筛选得到自起到终点代价最小的路径。

31、此外，在第一步骤中，同样采用了运动方程来推导更新后的待选点所组成的第一待选点状态集合，以便基于运动方程所确定的待选点都能满足动力学的平滑性，无需为了提高路径的平滑性或者绕障性能，在路径的基础上继续做轨迹的后端优化，以消除路径上的一些不合理的角度突变路径，进而确保最终确定的自起点到终点之间的路径满足动力学的平滑性。

32、在一些技术方案中，可选地，路径规划方法还包括：构建栅格地图，栅格地图包括至少一个栅格；在第一列表中，若选取点和更新后的选取点所对应的栅格为同一个栅格，在第一列表中删除第一选取点，保留第二选取点；其中，第一选取点是选取点和更新后的选取点中的一个选取点，第二选取点是选取点和更新后的选取点中的另一个选取点，第二选取点所对应的代价值小于第一选取点的代价值。

33、由上文可知，第二待选点状态集合中的待选点会被存储在第一列表中，对于某些更新前的待选点与更新后的待选点会对应同一个位置，此时，同一个位置会有两个代价值，使得在路径规划的过程中，无法找到自起点到终点之间的最佳路径。

34、为了克服上述情况的出现，本技术的技术方案引入了栅格地图，若在第一列表中，若选取点和更新后的选取点，也即更新前的待选点与更新后的待选点会对应的栅格为同一个栅格，则删除代价值较大的选取点，保留代价值较小的选取点。通过执行上述删除和保留操作，能够保留第一列表中最优的待选点，进而选取代价值最小的选取点作为目标选取点，最大程度的降低自起点到终点之间的路径所花费的代价，找到最近的路径。

35、在一些技术方案中，可选地，基于一个固定的分辨率构建栅格地图，其中，固定的分辨率可以根据实际使用需要进行取值，其具体取值，在此不再进行赘述。

36、在一些技术方案中，可选地，固定的分辨率可以理解为每个栅格的边长是相同的，如全局地图中，定义每个栅格的边长是5厘米。

37、具体地，为每一个栅格对应设置一个索引，如选取在x轴方向的长度和在y轴方向的长度来表示。

38、在一些技术方案中，可选地，路径规划方法还包括：获取代价函数；基于代价函数确定待选点距离终点的代价值；其中，代价函数包括第一代价函数、第二代价函数、第三代价函数和第四代价函数之和，第一代价函数与自主移动装置的移动步长相关，第二代价函数与自主移动装置的估计偏转角度相关，第三代价函数和自主移动装置的车体中心与障碍物之间的距离相关，第四代价函数与第一距离和第一角度偏差相关，第一距离是选取点与终点之间的距离值，第一角度偏差是选取点的偏转角度与终点的偏转角度之间的差值。

39、在该技术方案中，采用了共计4种代价函数累计求和的方式来计算待选点距离终点的代价值，以便能够充分考虑到动力学对路径规划的影响，从而确保目标待选点的准确选取。

40、在上述技术方案中，第三代价函数可以理解为障碍物obstaclecost，其中，障碍物obstaclecost的设置使得在进行下一待选点的推导过程中，能够迫使自主移动装置不要选择靠近障碍物的待选点，使得自主移动装置远离障碍物的空旷区域，以此来降低自主移动装置出现碰撞的几率。

41、在上述技术方案中，由于障碍物与自主移动装置的车体中心的距离能够随着选取点的不同而不同，进而使得自主移动装置与障碍物之间出现碰撞的几率也不同，通过限定第三代价函数和上述距离之间相关，以便利用上述距离来评估第三代价函数下障碍物obstaclecost。

42、在一些技术方案中，可选地，自主移动装置的车体中心与障碍物之间的距离可以通过设置在自主移动装置本体上的测距装置来测定，其中，测距装置可以是视觉测距，激光测距、红外测距中的任意一种。

43、在一些技术方案中，可选地，自主移动装置的车体中心与障碍物之间的距离可以从与自主移动装置进行交互的其它设备获取得到，其中，其它设备可以根据自主移动装置所处的场景来选取，其具体选取在此不再进行赘述。

44、在上述技术方案中，第四代价函数，可以理解为目标逼近targetcost，其与第一距离和第一角度偏差相关，因此，可以利用第四代价函数来衡量当前选取的待选点与终点之间的偏差情况，由于第四代价函数与第一距离相关，而第一距离是指选取点与终点之间的距离值，因此，可以利用第四代价函数直接评估选取点与终点在空间中的远近，由于在选取目标待选点的过程中，可以选取代价值最小的待选点。因此，将代价值拆分到第四代价函数的过程中，可以使得目标选取点与终点之间的距离最小，进而寻找到最短的路径。

45、在一些技术方案中，可选地，第一距离可以是欧式距离，也可以是曼哈顿距离。

46、同时，第四代价函数还包括第一角度偏差，因此，可以基于第一角度偏差来表达自主移动装置在待选点与终点之间朝向差异，通过将第一角度偏差考量到第四代价函数中，以便使得确定的目标待选点与终点之间不容易产生较大的偏差，进而寻找到最短的路径。

47、在一些技术方案中，可选地，第一代价函数表达如下：

48、stepcost＝cof1×1/2×acc×dt×dt；

49、其中，stepcost表示第一代价函数计算得到的第一代价值，cof1是第一系数，acc为加速度，dt是采样时间间隔。

50、其中，第一系数可以根据实际使用需要进行赋值，在此不再进行赘述。acc为加速度，其与前文中的a相同，用于表示线加速度。

51、在一些技术方案中，可选地，第二代价函数表达如下：

52、smoothcost＝cof2×angularacceleration；

53、其中，smoothcost表示第二代价函数计算得到的第二代价值，cof2是第二系数，angularacceleration是角加速度。

54、其中，第二系数可以根据实际使用需要进行赋值，在此不再进行赘述。angularacceleration与前文中的β相同，用于表示角加速度。

55、在一些技术方案中，可选地，第三代价函数表达如下：

56、

57、其中，obstaclecost表示第三代价函数计算得到的第三代价值，a是常量，obstacledistance是自主移动装置的车体中心与障碍物之间的距离，maxcost为固定值，offset是触发阈值。

58、在该技术方案中，触发阈值可以根据自主移动装置的车体的尺寸成正相关，示例性地，触发阈值是自主移动装置的车体宽度，以便更加准确的得到第三代价函数所对应的第三代价值。

59、在一些技术方案中，可选地，固定值可以根据实际使用需要进行取值，如选取12，亦或是其它数值。

60、在一些技术方案中，maxcost是预先设置的数值，其是一个大于a/(obstacle_distance)的数值，其具体取值，在此不再进行赘述。

61、在一些技术方案中，可选地，第四代价函数表达如下：

62、targetcost＝cof3×distance+cof4×angle；

63、其中，targetcost表示第四代价函数计算得到的第四代价值，cof3是第三系数，cof4是第四系数，distance是第一距离，angle是第一角度偏差。

64、在上述技术方案中，第三系数、第四系数可以根据实际使用需要进行赋值，在此不再进行赘述。

65、在一些技术方案中，可选地，约束条件包括约束参数和约束等式；

66、其中，约束参数包括：最大线加速度、最大线速度、最大角加速度、最大角速度；约束等式包括：其中，是在x轴方向的线速度，是在y轴方向的线速度，cosθ是cos函数在以θ为输入的取值，sinθ是sin函数在以θ为输入的取值，θ是自主移动装置的偏转角度。

67、在该技术方案中，通过设置约束参数，以便利用最大线加速度、最大线速度、最大角加速度、最大角速度来将自主移动装置自身是一个物理体积以及在动力学上的约束表征出来，从而选取得到更加合理的目标待选点。

68、在一些技术方案中，上述约束参数为固定值，其可以根据自主移动装置的物理体积、机械连接结构、各连接部件的性能指标以及动力学上的工作原理确定。

69、基于加速度和速度的启发搜索能规划出符合自主移动装置动力学的路径，而非直线段的连续连接。减少了后续优化时的时间。

70、在上述技术方案中，上述运动方程中所使用的线加速度和角加速度、线速度都是合速度，在设置最大线速度之后，可能有不同的横向和径向分量，也即在x轴和y轴方向上有不同的分量，基于此，通过设置约束等式，以便避免在横向和径向分量上出现不符合实际关系的情况出现，进而确保自起点到终点之间的路径中每一个目标待选点都是满足运动学方程，以便确保路径的平滑性。

71、在一些技术方案中，可选地，位置状态信息包括：在x轴方向的坐标值，在y轴方向的坐标值，偏转角度，在x轴方向的速度，在y轴方向的速度和角速度。

72、在该技术方案中，由上文可知，每一个栅格对应设置一个索引，如选取在x轴方向的长度和在y轴方向的长度来表示，因此，通过限定位置状态信息包括在x轴方向的坐标值，在y轴方向的坐标值，以便根据在x轴方向、y轴方向的坐标值来定位栅格，进而在选取点和更新后的选取点所对应的栅格为同一个栅格的情况下进行处理，而位置状态信息包括如在x轴方向、y轴方向的速度，以便基于x轴方向、y轴方向的速度计算合速度，也即线速度，利用偏转角度来表示自主移动装置的当前朝向，利用角速度来表示自主移动装置的偏转变化情况，进而基于与运动方程进行目标待选点的推导。

73、根据本发明的第二个方面，本发明提供了一种自主移动装置的路径规划装置，包括：获取单元，用于获取自主移动装置在起点的位置状态信息、在终点的位置状态信息和约束条件；确定单元，用于以起点作为选取点，基于运动方程和选取点的位置状态信息确定第一待选点状态集合，第一待选点状态集合包括至少一个待选点的位置状态信息；约束单元，用于基于约束条件，确定第一待选点状态集合中的第二待选点状态集合；计算单元，用于确定第二待选点状态集合中每一待选点所对应的代价值；筛选单元，用于基于代价值，从第二待选点状态集合中确定目标待选点；规划单元，用于基于目标待选点的位置状态信息，确定起点与终点之间的路径。

74、在本技术的技术方案中，提出了一种自主移动装置的路径规划装置，通过设置约束条件，以便利用约束条件来将自主移动装置自身是一个物理体积以及在动力学上的约束表征出来，使得搜索得到的路径的过程中，利用约束条件的约束，输出更加合理的目标待选点，从而基于目标待选点规划出起点到终点之间的路径。在此过程中，改善相关技术方案中，自主移动装置本体在运动过程中易发生碰撞的问题。

75、本技术的技术方案是基于以下原理实现的，具体地，在接收起点和终点的位置状态信息的同时或前后，还接收到约束条件。

76、在以起点作为选取点输入至基于运动方程，以便利用运动方程推算自主移动装置在下一时刻的运动状态所得到的第一待选点状态集合，在确定第一待选点状态集合之后，利用约束条件对第一待选点状态集合中的元素进行筛选，得到第二待选点状态集合，在此过程中，能够利用约束条件筛选出与自主移动装置自身是一个物理体积适配以及满足动力学上的约束的待选点，在减少需要计算代价值的选取点数量的同时，筛选过滤掉容易出现碰撞的待选点，以此来改善相关技术方案中，自主移动装置本体在运动过程中易发生碰撞的问题。

77、在一些技术方案中，可选地，约束条件可以是基于自主移动装置的物理体积、机械连接结构、各连接部件的性能指标以及动力学上的工作原理所预先构建的，也可以是基于自主移动装置的物理体积、机械连接结构、各连接部件的性能指标以及动力学上的工作原理的基础上，人为设置创建的。

78、在一些技术方案中，可选地，运动方程包括以下方程：

79、

80、

81、v＝v0+at；

82、w＝w0+βt；

83、t＝t0+dt；

84、其中，x表示距离值，x0表示初始距离值，v表示线速度，v0表示初始线速度，a表示线加速度，t表示时间，θ0表示初始偏转角度，w0表示初始角速度，β表示初始角加速度，v为线速度，t0为初始时刻。

85、由上述运动方程可知，在已知x0，w0，θ0，v0，a和β之后，可以推到t0下一时刻dt的t时刻的x，θ，v，w，也即本技术中的待选点，基于此，可以得到第一待选点状态集合。

86、由于选取点可以从不同的方向向终点运动，进而抵达终点，故第一待选点状态集合包括至少一个待选点的位置状态信息。

87、在此过程中，第一待选点状态集合中的待选点是基于运动方程推导得到的，而上述运动方程包括了距离、速度、加速度这些参数，由于速度是加速度的积分，位置是速度的积分，因此，基于运动方程所确定的待选点都能满足动力学的平滑性，无需为了提高路径的平滑性或者绕障性能，在路径的基础上继续做轨迹的后端优化，以消除路径上的一些不合理的角度突变路径。

88、显然，利用运动方程进行待选点的推导在确保确定的待选点都能满足动力学的平滑性的同时，还能降低路径规划过程中需要的计算量，进而降低自主移动装置的功耗。

89、此外，目标待选点是基于代价值，在第二待选点状态集合中筛选出来的待选点，因此，可以在第二待选点状态集合中筛选出代价值最小的选取点作为目标待选点，在此过程中，能够筛选得到由起点到终点花费代价最下的路径，以此来满足路径规划的要求。

90、在一些技术方案中，可选地，目标待选点是第二待选点状态集合中代价值最小的选取点。

91、在一些技术方案中，可选地，按照代价值由小至大对第二待选点状态集合中的每一个待选点进行排序，将代价值最小的待选点作为目标待选点。

92、在此过程中，可以基于起点推导出与起点最临近的第一个目标待选点。

93、另外，本技术提出的自主移动装置的路径规划装置还具有以下附加技术特征。

94、在一些技术方案中，可选地，第二待选点状态集合中除目标待选点的待选点的位置状态信息被存储在第一列表中，规划单元，具体用于：重复执行第一步骤，直至更新后的选取点为终点；基于起点、选取点、更新后的选取点和终点确定路径；第一步骤包括：以目标待选点作为更新后的选取点，基于运动方程和更新后的选取点的位置状态信息更新第一待选点状态集合；基于更新的第一待选点状态集合和约束条件更新第二待选点状态集合；确定更新的第二待选点状态集合中每一待选点所对应的代价值；更新的第一列表；基于第一列表中待选点所对应的代价值更新目标待选点。

95、在该技术方案中，可以基于目标待选点作为更新后的待选点，进而重复执行第一步骤，以便推导得到第二个目标待选点，以此类推，直至更新的待选点为终点，在此过程中，能够基于上一个目标待选点逐一推导得到下一个目标待选点，进而根据起点、选取点、更新后的选取点和终点来确定路径。

96、具体地，通过将第二待选点状态集合中除目标待选点的待选点的位置状态信息被存储在第一列表，以便在重复执行第一步骤的过程中，通过更新第一列表，能够在每次更新目标待选点的过程中，基于代价值筛选得到代价值最小的待选点作为目标待选点，在此过程中，能够筛选得到自起到终点代价最小的路径。

97、此外，在第一步骤中，同样采用了运动方程来推导更新后的待选点所组成的第一待选点状态集合，以便基于运动方程所确定的待选点都能满足动力学的平滑性，无需为了提高路径的平滑性或者绕障性能，在路径的基础上继续做轨迹的后端优化，以消除路径上的一些不合理的角度突变路径，进而确保最终确定的自起点到终点之间的路径满足动力学的平滑性。

98、在一些技术方案中，可选地，计算单元，还用于：构建栅格地图，栅格地图包括至少一个栅格；在第一列表中，若选取点和更新后的选取点所对应的栅格为同一个栅格，在第一列表中删除第一选取点，保留第二选取点；其中，第一选取点是选取点和更新后的选取点中的一个选取点，第二选取点是选取点和更新后的选取点中的另一个选取点，第二选取点所对应的代价值小于第一选取点的代价值。

99、由上文可知，第二待选点状态集合中的待选点会被存储在第一列表中，对于某些更新前的待选点与更新后的待选点会对应同一个位置，此时，同一个位置会有两个代价值，使得在路径规划的过程中，无法找到自起点到终点之间的最佳路径。

100、为了克服上述情况的出现，本技术的技术方案引入了栅格地图，若在第一列表中，若选取点和更新后的选取点，也即更新前的待选点与更新后的待选点会对应的栅格为同一个栅格，则删除代价值较大的选取点，保留代价值较小的选取点。通过执行上述删除和保留操作，能够保留第一列表中最优的待选点，进而选取代价值最小的选取点作为目标选取点，最大程度的降低自起点到终点之间的路径所花费的代价，找到最近的路径。

101、在一些技术方案中，可选地，基于一个固定的分辨率构建栅格地图，其中，固定的分辨率可以根据实际使用需要进行取值，其具体取值，在此不再进行赘述。

102、在一些技术方案中，可选地，固定的分辨率可以理解为每个栅格的边长是相同的，如全局地图中，定义每个栅格的边长是5厘米。

103、具体地，为每一个栅格对应设置一个索引，如选取在x轴方向的长度和在y轴方向的长度来表示。

104、在一些技术方案中，可选地，计算单元，还用于：获取代价函数；基于代价函数确定待选点距离终点的代价值；其中，代价函数包括第一代价函数、第二代价函数、第三代价函数和第四代价函数之和，第一代价函数与自主移动装置的移动步长相关，第二代价函数与自主移动装置的估计偏转角度相关，第三代价函数与自主移动装置的车体中心与障碍物之间的距离相关，第四代价函数与第一距离和第一角度偏差相关，第一距离是选取点与终点之间的距离值，第一角度偏差是选取点的偏转角度与终点的偏转角度之间的差值。

105、在该技术方案中，采用了共计4种代价函数累计求和的方式来计算待选点距离终点的代价值，以便能够充分考虑到动力学对路径规划的影响，从而确保目标待选点的准确选取。

106、在上述技术方案中，第三代价函数可以理解为障碍物obstaclecost，其中，障碍物obstaclecost的设置使得在进行下一待选点的推导过程中，能够迫使自主移动装置不要选择靠近障碍物的待选点，使得自主移动装置远离障碍物的空旷区域，以此来降低自主移动装置出现碰撞的几率。

107、在上述技术方案中，由于障碍物与自主移动装置的车体中心的距离能够随着选取点的不同而不同，进而使得自主移动装置与障碍物之间出现碰撞的几率也不同，通过限定第三代价函数和上述距离之间相关，以便利用上述距离来评估第三代价函数下障碍物obstaclecost。

108、在一些技术方案中，可选地，自主移动装置的车体中心与障碍物之间的距离可以通过设置在自主移动装置本体上的测距装置来测定，其中，测距装置可以是视觉测距，激光测距、红外测距中的任意一种。

109、在一些技术方案中，可选地，自主移动装置的车体中心与障碍物之间的距离可以从与自主移动装置进行交互的其它设备获取得到，其中，其它设备可以根据自主移动装置所处的场景来选取，其具体选取在此不再进行赘述。

110、在上述技术方案中，第四代价函数，可以理解为目标逼近targetcost，其与第一距离和第一角度偏差相关，因此，可以利用第四代价函数来衡量当前选取的待选点与终点之间的偏差情况，由于第四代价函数与第一距离相关，而第一距离是指选取点与终点之间的距离值，因此，可以利用第四代价函数直接评估选取点与终点在空间中的远近，由于在选取目标待选点的过程中，可以选取代价值最小的待选点。因此，将代价值拆分到第四代价函数的过程中，可以使得目标选取点与终点之间的距离最小，进而寻找到最短的路径。

111、在一些技术方案中，可选地，第一距离可以是欧式距离，也可以是曼哈顿距离。

112、同时，第四代价函数还包括第一角度偏差，因此，可以基于第一角度偏差来表达自主移动装置在待选点与终点之间朝向差异，通过将第一角度偏差考量到第四代价函数中，以便使得确定的目标待选点与终点之间不容易产生较大的偏差，进而寻找到最短的路径。

113、在一些技术方案中，可选地，第一代价函数表达如下：

114、stepcost＝cof1×1/2×acc×dt×dt；

115、其中，stepcost表示第一代价函数计算得到的第一代价值，cof1是第一系数，acc为加速度，dt是采样时间间隔。

116、其中，第一系数可以根据实际使用需要进行赋值，在此不再进行赘述。acc为加速度，其与前文中的a相同，用于表示线加速度。

117、在一些技术方案中，可选地，第二代价函数表达如下：

118、smoothcost＝cof2×angularacceleration；

119、其中，smoothcost表示第二代价函数计算得到的第二代价值，cof2是第二系数，angularacceleration是角加速度。

120、其中，第二系数可以根据实际使用需要进行赋值，在此不再进行赘述。angularacceleration与前文中的β相同，用于表示角加速度。

121、在一些技术方案中，可选地，第三代价函数表达如下：

122、

123、其中，obstaclecost表示第三代价函数计算得到的第三代价值，a是常量，obstacledistance是自主移动装置的车体中心与障碍物之间的距离，maxcost为固定值，offset是触发阈值。

124、在该技术方案中，触发阈值可以根据自主移动装置的车体的尺寸成正相关，示例性地，触发阈值是自主移动装置的车体宽度，以便更加准确的得到第三代价函数所对应的第三代价值。

125、在一些技术方案中，可选地，固定值可以根据实际使用需要进行取值，如选取12，亦或是其它数值。

126、在一些技术方案中，maxcost是预先设置的数值，其是一个大于a/(obstacle_distance)的数值，其具体取值，在此不再进行赘述。

127、在一些技术方案中，可选地，第四代价函数表达如下：

128、targetcost＝cof3×distance+cof4×angle；

129、其中，targetcost表示第四代价函数计算得到的第四代价值，cof3是第三系数，cof4是第四系数，distance是第一距离，angle是第一角度偏差。

130、在上述技术方案中，第三系数、第四系数可以根据实际使用需要进行赋值，在此不再进行赘述。

131、在一些技术方案中，可选地，约束条件包括约束参数和约束等式；

132、其中，约束参数包括：最大线加速度、最大线速度、最大角加速度、最大角速度；约束等式包括：其中，是在x轴方向的线速度，是在y轴方向的线速度，cosθ是cos函数在以θ为输入的取值，sinθ是sin函数在以θ为输入的取值，θ是自主移动装置的偏转角度。

133、在该技术方案中，通过设置约束参数，以便利用最大线加速度、最大线速度、最大角加速度、最大角速度来将自主移动装置自身是一个物理体积以及在动力学上的约束表征出来，从而选取得到更加合理的目标待选点。

134、在一些技术方案中，上述约束参数为固定值，其可以根据自主移动装置的物理体积、机械连接结构、各连接部件的性能指标以及动力学上的工作原理确定。

135、基于加速度和速度的启发搜索能规划出符合自主移动装置动力学的路径，而非直线段的连续连接。减少了后续优化时的时间。

136、在上述技术方案中，上述运动方程中所使用的线加速度和角加速度、线速度都是合速度，在设置最大线速度之后，可能有不同的横向和径向分量，也即在x轴和y轴方向上有不同的分量，基于此，通过设置约束等式，以便避免在横向和径向分量上出现不符合实际关系的情况出现，进而确保自起点到终点之间的路径中每一个目标待选点都是满足运动学方程，以便确保路径的平滑性。

137、在一些技术方案中，可选地，位置状态信息包括：在x轴方向的坐标值，在y轴方向的坐标值，偏转角度，在x轴方向的速度，在y轴方向的速度和角速度。

138、在该技术方案中，由上文可知，每一个栅格对应设置一个索引，如选取在x轴方向的长度和在y轴方向的长度来表示，因此，通过限定位置状态信息包括在x轴方向的坐标值，在y轴方向的坐标值，以便根据在x轴方向、y轴方向的坐标值来定位栅格，进而在选取点和更新后的选取点所对应的栅格为同一个栅格的情况下进行处理，而位置状态信息包括如在x轴方向、y轴方向的速度，以便基于x轴方向、y轴方向的速度计算合速度，也即线速度，利用偏转角度来表示自主移动装置的当前朝向，利用角速度来表示自主移动装置的偏转变化情况，进而基于与运动方程进行目标待选点的推导。

139、根据本发明的第三个方面，本发明提供了另一种自主移动装置的路径规划装置，包括处理器和存储器，存储器存储可在处理器上运行的程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现如上述中任一项的方法的步骤。

140、根据本发明的第四个方面，本发明提供了一种可读存储介质，可读存储介质上存储程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现如上述中任一项的方法的步骤。

141、根据本发明的第五个方面，本发明提供了一种自主移动装置，包括：如上述任一自主移动装置的路径规划装置；和/或如上述可读存储介质。

142、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。