路径规划方法、装置、存储介质和自动引导系统与流程

本技术涉及机器人，具体而言，涉及一种路径规划方法、装置、存储介质和自动引导系统。

背景技术：

1、仓储物流机器人能够对货架进行搬运运输，在相关技术中，受场地空间布局、大小的影响，存在物流机器人对货架搬运后的朝向与实际所需的朝向不一致的情况，导致工作人员对搬运后的货架无法操作。

技术实现思路

1、本技术旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

2、为此，本技术的第一方面提出了一种路径规划方法。

3、本技术的第二方面提出了一种路径规划装置。

4、本技术的第三方面提出了一种路径规划装置。

5、本技术的第四方面提出了一种可读存储介质。

6、本技术的第五方面提出了一种自动引导系统。

7、有鉴于此，根据本技术的第一方面提出一种路径规划方法，应用于自动引导机器人，自动引导机器人用于带动目标对象移动，路径规划方法包括：

8、获取目标对象的第一朝向角度，其中，第一朝向角度为自动引导机器人带动目标对象移动之前目标对象的朝向角度；

9、对第一朝向角度与预设朝向角度进行比对；

10、根据比对结果、任务起点和任务终点规划自动引导机器人的目标行驶路径，以使目标对象的第二朝向角度与预设朝向角度相匹配，其中，第二朝向角度为自动引导机器人按照目标行驶路径带动目标对象移动之后目标对象的朝向角度。

11、在该技术方案中，第一朝向角度为自动引导机器人通过传感器采集到的目标对象的朝向角度，预设朝向角度为目标对象被搬运后所需的朝向角度，该预设朝向角度可根据实际场地需求进行设置。在确定第一朝向角度和预设朝向角度之后，将第一朝向角度与预设朝向角度进行一致性检测，通过比对检测能够确定第一朝向角度和预设朝向角度是否匹配。

12、在该技术方案中，第二朝向角度为自动引导机器人带动目标对象按照目标行驶路径行驶之后，目标对象所处的朝向角度。

13、具体来说，在确定第一朝向角度与预设朝向角度的比对结果之后，根据比对结果，以及自动引导机器人的任务起点和任务终点规划目标行驶路径，自动引导机器人按照该目标行驶路径行驶之后，目标对象的第二朝向角度与预设朝向角度相匹配。需要说明的是，在目标对象的第一朝向角度与预设朝向角度相匹配的情况下，则规划的目标行驶路径需要使目标对象在搬运前后的朝向角度保持不变即可，在目标对象的第一朝向角度与预设朝向角度不匹配的情况下，需要使规划目标行驶路径中包括曲线、斜线路线或路径上某个点旋转，使自动引导机器人在行驶过程中朝向改变，以带动目标对象的朝向发生改变，保证目标对象在搬运后的第二朝向角度与预设朝向角度相匹配。

14、本技术技术方案中，在自动引导机器人带动目标对象移动之前，将目标对象的第一朝向角度与预设朝向角度进行比对，并确定目标对象的任务起点和任务终点。通过任务起点、任务终点和比对结果能够规划得到目标对象的目标行驶轨迹，再控制自动引导机器人按照目标行驶轨迹行驶，实现了在行驶过程中对目标对象的朝向角度进行调整的效果，避免自动引导机器人搬运目标对象后的朝向与实际所需朝向不一致的情况发生，提高了工作人员对搬运后的目标对象的操作的便利性。

15、在一些技术方案中，可选地，根据比对结果、任务起点和任务终点规划自动引导机器人的目标行驶路径，包括：

16、基于第一朝向角度与预设朝向角度相匹配，根据任务起点和任务终点在目标地图中规划第一行驶路径；

17、在第一行驶路径中包括第一子路径的情况下，基于第一子路径的第一路径点规划目标行驶路径，第一子路径包括旋转目标对象的行驶路径；

18、在第一行驶路径中未包括第一子路径的情况下，将第一行驶路径确定为目标行驶路径。

19、在该技术方案中，第一行驶路径为根据任务起点和任务终点对自动引导机器人规划得到的行驶路径，该第一行驶路径的起点为任务起点，第一行驶路径的终点为任务终点。第一子路径包括曲线路径和/或斜线路径等同步改变自动引导机器人和目标对象朝向的路径。

20、在检测到规划得到的第一行驶路径中包括第一子路径时，则确定自动引导机器人按照该第一行驶路径行驶会改变目标对象的朝向，故需要基于第一子路径中的第一路径点重新规划路径，使重新规划得到的目标行驶路径不会改变目标对象和自动引导机器人的朝向。

21、在检测到规划得到的第一行驶路径中未包括第一子路径时，则确定自动引导机器人按照该第一行驶路径行驶不会改变目标对象的朝向，故将该第一行驶路径确定为目标行驶路径。

22、本技术技术方案中，根据任务起点和任务终点规划得到第一行驶路径之后，对第一行驶路径中是否包含第一子路径进行检测，在检测到第一子路径时，确定该第一行驶路径会改变目标对象的朝向角度，故基于第一子路径的第一路径点重新规划目标行驶路径，并且在第一行驶路径中不包括第一子路径时，直接将第一行驶路径确定为目标行驶路径，保证该行驶路径不会改变目标对象的朝向角度。

23、在一些技术方案中，可选地，基于第一子路径的第一路径点规划目标行驶路径，包括：

24、在目标地图中删除第一路径点，以更新目标地图；

25、根据任务起点和任务终点，在更新后的目标地图中规划第二行驶路径；

26、在第二行驶路径中未包括第一子路径的情况下，将第二行驶路径确定为目标行驶路径；

27、在第二行驶路径中包括第一子路径的情况下，返回执行在目标地图中删除第一路径点，以更新目标地图的步骤。

28、在该技术方案中，第一路径点为第一子路径中路径点，通过将地图中的第一路径点删除能够对目标地图进行更新，使更新后的地图中不包括第一子路径的第一路径点。在对目标地图更新完成之后，根据任务起点和任务终点再次在目标地图内规划第二行驶路径，并检测第二行驶路径中是否包括第一子路径。

29、如果第二行驶路径不包括第一子路径，则确定自动引导机器人按照第二行驶路径行驶不会导致目标对象的朝向角度发生改变，故将第二行驶路径确定为目标行驶路径。

30、如果第二行驶路径中包括第一子路径，则继续执行删除第一子路径的第一路径点的步骤，并基于再次删除第一路径点的更新后的地图重新规划第二行驶路径，继续进行检测其中是否包括第一子路径，重复上述步骤，直至重新规划的第二行驶路径中不再包括第一子路径，将不包括第一子路径的第二行驶路径确定为目标行驶路径。

31、具体来说，利用a星算法求解目标地图中最短的第一行驶路径，其中，a星算法中启发式函数为欧式距离。检测任务路径是否经过曲线或斜线路径。若第一行驶路径经过曲线或斜线的第一子路径，需要对第一行驶路径进行调整，删除绕行引起目标对象旋转的曲线或斜线的第一子路径，使得货架朝向角度不改变直到到达目标位置，更新目标地图。在更新后的目标地图上路径重规划，重规划还是采用a星算法求解最短路径，得到第二行驶路径，重复上述步骤，直至得到不包括曲线或斜线路径的目标行驶路径。

32、本技术技术方案中，在目标对象的第一朝向角度与预设朝向角度相匹配时，需要保证自动引导机器人带动目标对象行驶时不会带动目标对象旋转，故通过检测规划得到的行驶路径中是否包括引起目标对象旋转的第一子路径，在规划得到的行驶路径中包括第一子路径时，则删除目标中的第一子路径重新规划，直至得到不包括第一子路径的目标行驶路径，保证自动引导机器人按照目标行驶路径行驶不会改变目标对象的朝向角度，进一步保证了目标对象的第二朝向角度与预设朝向角度的匹配性。

33、在一些技术方案中，可选地，根据比对结果、任务起点和任务终点规划自动引导机器人的目标行驶路径，包括：

34、基于第一朝向角度与预设朝向角度不匹配，根据任务起点和任务终点查找目标地图中的地图割点；

35、获取目标地图中的至少一个转向路径段，转向路径段中包括自动引导机器人带动目标对象旋转的路径点；

36、根据至少一个转向路径段和地图割点，确定至少一个转向路径段中的目标路径段；

37、根据目标路径段生成第三行驶路径；

38、根据任务起点、任务终点和第三行驶路径，规划目标行驶路径。

39、在该技术方案中，在第一朝向角度与预设朝向角度不匹配时，则确定需要使规划得到目标路径中包括能够调整目标对象朝向的转向路径段，使自动引导机器人按照目标行驶路径带动目标对象行驶的过程中，能够调整目标对象的朝向角度。

40、需要说明的是，转向路径段中包括斜线或曲线的固定转向路径段，以及途经自由旋转点的自由转向路径段。其中，自动引导机器人途经固定转向路径段对目标对象改变朝向角度的范围固定，自动引导机器人途经自由转向路径段是能够自由调整目标对象的朝向角度。

41、在该技术方案中，通过任务起点和任务终点能够确定目标地图中的地图割点，地图割点即行驶路径必经点，若地图割点不会引起目标对象旋转，则可以忽略该地图割点的影响。若地图割点会引起目标对象旋转，则确定行驶路径上默认有一个引起目标对象旋转的一段路径。故根据地图割点在至少一个转向路径段筛选目标路径段，目标路径段的数量可以为一个，也可以为多个。

42、在筛选得到目标路径段之后，根据目标路径段生成用于校正目标对象朝向角度的第三行驶路径，第三行驶路径为一个或多个目标路径段组成的行驶路径，该第三行驶路径不途经任务起点和任务终点，故通过任务起点、任务终点和第三行驶路径规划得到目标行驶路径，使目标行驶路径途经任务起点、任务终点和第三行驶路径。

43、本技术技术方案中，在目标对象的第一朝向角度与预设朝向角度不匹配时，则在目标地图的至少一个转向路径段中基于地图割点筛选用于生成第三行驶路径的目标路径段。再根据目标路径段生成用于校正目标对象朝向角度的第三行驶路径，以及生成途经任务起点、任务终点和第三行驶路径的目标行驶路径，使自动引导机器人带动目标对象按照目标行驶路径行驶后，目标对象的第二朝向角度与预设朝向角度相匹配。

44、在一些技术方案中，可选地，根据至少一个转向路径段和地图割点，确定至少一个转向路径段中的目标路径段，包括：

45、在至少一个转向路径段中包括第一路径段的情况下，获取目标子路径的第一校正角度，第一路径段与地图割点相交；

46、根据第一校正角度、第一朝向角度和预设朝向角度，查找至少一个转向路径段中的第二路径段；

47、将第一路径段与第二路径段确定为目标路径段。

48、在该技术方案中，第一路径段为与地图割点相交的转向路径段，在至少一个转向路径段中查找到第一路径段，则能够确定该第一路径段为规划目标行驶路径时自动引导机器人的必经路径段，则将第一路径段作为目标路径段。

49、需要说明的是，第一路径段的数量可以为1个，也可以为多个。

50、获取该第一路径段的第一校正角度，再根据第一校正角度、第一朝向角度和预设朝向角度能够确定途经第一路径段后还需要对目标对象校正的待校正角度值。根据待校正角度值在至少一个转向路径段中查找到第二路径段，使第二路径段的校正角度、第一校正角度和第一朝向角度的和值与预设朝向角度相匹配。

51、需要说明的是，第二路径段的数量可以为1个，也可以为多个。

52、本技术技术方案中，在转向路径段中包括途经必经旋转点的第一路径段时，则将第一路径段作为目标路径段，再根据第一路径段的第一校正角度、第一朝向角度和预设角度确定待校正角度，从而能够基于待校正角度能够在至少一个转向路径段中查找到第二路径段作为目标路径段，通过将第一路径段和第二路径段均作为目标路径段进行组合，生成的第三行驶路径能够对目标对象的朝向角度进行准确校正，进一步保证了目标对象的第二朝向角度与预设角度之间的匹配性。

53、在一些技术方案中，可选地，根据至少一个转向路径段和地图割点，生成目标行驶路径，包括：

54、在至少一个转向路径段中不包括第一路径段的情况下，获取至少一个转向路径段的至少两个第二校正角度，第一路径段与地图割点相交；

55、根据第二校正角度、第一朝向角度和预设朝向角度，确定至少一个转向路径段中的目标路径段。

56、在该技术方案中，第一路径段为与地图割点相交的转向路径段，在至少一个转向路径段中未查找到第一路径段时，则确定每个转向路径段对应的第二校正角度，根据第二校正角度能够查找到相应的目标路径段。其中，目标路径段的数量为一个或多个，一个或多个的目标路径段对应的第二校正角度之和与预设朝向角度和第一朝向角度之差相匹配。

57、本技术技术方案中，在至少一个转向路径段中不包括第一路径段时，则确定至少一个转向路径段均不途经必经点时，则确定每个转向路径段对应的第二校正角度，并基于第二校正角度、第一朝向角度和预设朝向角度，查找至少一个转向路径段中的目标路径段，保证由目标路径段组成的第三行驶路径能够有效校正目标对象的朝向，提高第二朝向角度与预设朝向角度的匹配性。

58、在一些技术方案中，可选地，第三行驶路径的数量为至少两个；

59、根据任务起点、任务终点和第三行驶路径，规划目标行驶路径，包括：

60、确定每个目标行驶路径中的目标路径段的路径段数量；

61、获取每个第三行驶路径与目标路径段之间间隔距离；

62、基于间隔距离和/或路径段数量，筛选至少两个第三行驶路径中第四行驶路径；

63、根据第四行驶路径、任务起点和任务终点生成目标行驶路径。

64、在该技术方案中，通过不同的目标路径段能够组合生成不同的第三行驶路径，故需要对多个不同的第三行驶路径进行选优处理，从而得到行驶效率最高的第三行驶路径，其中，第四行驶路径即为选优得到的行驶效率最高的路径。

65、在该技术方案中，在确定第四行驶路径之后，根据任务起点和任务终点，以及第四行驶路径规划得到目标行驶路径，使目标行驶路径依次途经任务起点、第四行驶路径和任务终点。

66、本技术技术方案中，在得到多个不同的第三行驶路径之后，通过每个第三行驶路径与任务终点之间的间隔距离，以及每个第三行驶路径中的目标路径段数量，筛选其中的第四行驶路径，并通过第四行驶路径、任务起点和任务终点能够规划得到效率较高的目标行驶路径，在提高第二朝向角度与预设朝向角度匹配性的同时，还提高了行驶效率。

67、根据本技术第二方面提出了一种路径规划装置，应用于自动引导机器人，自动引导机器人用于带动目标对象移动，路径规划装置包括：

68、获取模块，用于获取目标对象的第一朝向角度，其中，第一朝向角度为自动引导机器人带动目标对象移动之前目标对象的朝向角度；

69、比对模块，用于对第一朝向角度与预设朝向角度进行比对；

70、规划模块，用于基于比对结果，根据任务起点和任务终点规划自动引导机器人的目标行驶路径，以使目标对象的第二朝向角度与预设朝向角度相匹配，其中，第二朝向角度为自动引导机器人按照目标行驶路径带动目标对象移动之后目标对象的朝向角度。

71、本技术技术方案中，在自动引导机器人带动目标对象移动之前，将目标对象的第一朝向角度与预设朝向角度进行比对，并确定目标对象的任务起点和任务终点。通过任务起点、任务终点和比对结果能够规划得到目标对象的目标行驶轨迹，再控制自动引导机器人按照目标行驶轨迹行驶，实现了在行驶过程中对目标对象的朝向角度进行调整的效果，避免自动引导机器人搬运目标对象后的朝向与实际所需朝向不一致的情况发生，提高了工作人员对搬运后的目标对象的操作的便利性。

72、根据本技术第三方面提出了一种路径规划装置，包括：存储器，存储器中存储有程序或指令；处理器，处理器执行存储在存储器中的程序或指令以实现如第一方面中任一技术方案中的路径规划方法的步骤，因而具有上述第一方面中任一技术方案中的路径规划方法的全部有益技术效果，在此不再做过多赘述。

73、根据本技术第四方面提出了一种可读存储介质，可读存储介质上存储有程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现如上述第一方面中任一技术方案中的路径规划方法的步骤。因而具有上述第一方面中任一技术方案中的路径规划方法的全部有益技术效果，在此不再做过多赘述。

74、根据本技术第五方面提出了一种自动引导机器系统，包括：至少两个自动引导机器人；如上述第二方面或第三方面中的路径规划装置，和/或上述第四方面中的可读存储介质，因而具有上述第二方面或第三方面中的路径规划装置，和/或上述第四方面中的可读存储介质的全部有益技术效果，在此不再做过多赘述。

75、本技术的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本技术的实践了解到。