轨迹规划方法、装置和自主系统

本申请属于自主系统，尤其涉及一种轨迹规划方法、装置和自主系统。

背景技术：

1、近年来，各种自主系统正处于快速发展阶段，不断取得新的技术突破，但同时也面临着多种技术挑战。以无人机系统为例，无人机因其灵活性和多功能性，在多种复杂场景中展现出巨大的应用潜力。然而，现有技术中的无人机的轨迹规划方法较复杂，难以应对复杂环境中的快速自主飞行。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种轨迹规划方法、装置和自主系统，可以在复杂环境下快速实现对可移动主体的移动轨迹的规划，从而可以实现可移动主体的快速自主作业。

2、本申请实施例的第一方面提供了一种轨迹规划方法，包括：

3、获取可移动主体的作业环境的第一地图；

4、将第一地图中的障碍物信息、当前作业任务的起点信息和终点信息输入至经训练的第一模型中，得到第一地图中的启发式区域，其中在启发式区域中包括当前作业任务的最优移动路径的可能性大于可能性阈值；

5、基于启发式区域，确定可移动主体的移动轨迹。

6、本申请实施例的第二方面提供了一种轨迹规划装置，包括：

7、获取模块，用于获取可移动主体的作业环境的第一地图；

8、地图模块，用于将第一地图中的障碍物信息、当前作业任务的起点信息和终点信息输入至经训练的第一模型中，得到第一地图中的启发式区域，其中启发式区域中包括当前作业任务的最优移动路径的可能性大于可能性阈值；

9、规划模块，用于基于启发式区域，确定可移动主体的移动轨迹。

10、本申请实施例的第三方面提供了一种自主系统，包括定位装置、轨迹规划装置和移动控制器，其中轨迹规划装置分别连接定位装置和移动控制器，并用于执行上述轨迹规划方法，移动控制器用于控制可移动主体移动作业，其中，可移动主体是无人机，定位装置包括视觉传感器和惯性测量单元；和/或移动控制器包括串联的内环控制器和外环控制器，内环控制器和外环控制器分别用于控制无人机的位置和姿态，以使无人机按照轨迹规划装置所确定的飞行轨迹飞行作业。

11、本申请实施例的第一方面提供的轨迹规划方法，首先将可移动主体的作业环境的第一地图中的障碍物信息、当前作业任务的起点信息和终点信息输入至经训练的第一模型中，快速确定出第一地图中的启发式区域。进而，基于启发式区域快速确定可移动主体的移动轨迹。这种轨迹规划方法计算量小、内存开销也较小，即使在复杂环境下也能快速实现对可移动主体的轨迹规划，从而可以在各种场景下均可以实现快速自主作业。

12、可以理解的是，上述第二方面和第三方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。

技术特征：

1.一种轨迹规划方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的轨迹规划方法，其特征在于，所述第一模型是条件生成对抗网络，所述将所述第一地图中的障碍物信息、当前作业任务的起点信息和终点信息输入至经训练的第一模型中，得到所述第一地图中的启发式区域，包括：

3.如权利要求2所述的轨迹规划方法，其特征在于，所述方法还包括：

4.如权利要求1至3任一项所述的轨迹规划方法，其特征在于，所述基于所述启发式区域，确定所述可移动主体的移动轨迹，包括：

5.如权利要求4所述的轨迹规划方法，其特征在于，所述基于所述启发式区域，确定所述可移动主体的最优移动路径，包括：

6.如权利要求4所述的轨迹规划方法，其特征在于，所述根据所述最优移动路径，确定所述可移动主体的移动轨迹，包括：

7.如权利要求4所述的轨迹规划方法，其特征在于，所述确定所述可移动主体的移动轨迹包括最小化如下目标函数的值，以确定所述可移动主体按照所述最优移动路径移动的最优移动轨迹：

8.如权利要求7所述的轨迹规划方法，其特征在于，所述确定所述可移动主体按照所述最优移动路径移动的最优移动轨迹，包括：

9.一种轨迹规划装置，其特征在于，包括：

10.一种自主系统，其特征在于，包括定位装置、轨迹规划装置和移动控制器，其中，所述轨迹规划装置分别连接所述定位装置和所述移动控制器，并用于执行如权利要求1至8任一项所述的轨迹规划方法，所述移动控制器用于控制所述可移动主体移动作业；

技术总结本申请公开一种轨迹规划方法、装置和自主系统，该方法包括：获取自主系统中可移动主体的作业环境的第一地图；将第一地图中的障碍物信息、当前作业任务的起点信息和终点信息输入至经训练的第一模型中，得到第一地图中的启发式区域，其中启发式区域中包括当前作业任务的最优移动路径的可能性大于可能性阈值；基于启发式区域，确定可移动主体的移动轨迹。这种轨迹规划方法计算量小、内存开销也较小，即使在复杂环境下也能快速实现对可移动主体的轨迹规划，从而可以在各种场景下均可以实现快速自主作业。技术研发人员：孟庆虎,王建坤,王蓬禹受保护的技术使用者：南方科技大学技术研发日：技术公布日：2024/8/20