路径规划方法技术

本发明专利技术提供一种路径规划方法，适用于载具，其包括：依据起始位置的资讯、目标位置的资讯以及地图资讯来产生第一路径；搜寻位于第一路径上的至少一候选回转区域，并依据目标位置的资讯来决定至少一候选回转区域中的一个作为预定回转区域，其中各候选回转区域的中间点与目标位置之间的距离大于或等于载具的回转半径；使载具沿着第一路径移动，并使载具在预定回转区域进行回转动作，以将载具的第一端由第一方向转为朝向相对于第一方向的第二方向；以及在回转动作结束后，使该载具到达该目标位置或使载具由预定回转区域移动至目标位置。本发明专利技术提供的路径规划方法可以满足无人载具的回转需求且避免载具的移动路径偏移的功能。回转需求且避免载具的移动路径偏移的功能。回转需求且避免载具的移动路径偏移的功能。

【技术实现步骤摘要】
路径规划方法


[0001]本专利技术是有关于一种载具的移动路径的规划方法，且特别适用于无法原地回转的载具。

技术介绍

[0002]无人载具例如自动堆高机或自动货车，可用来运送货物。以自动堆高机为例，自动堆高机的相对于其车头的一侧(车尾)具有「货叉」结构。透过将自动堆高机的货叉插入栈板的底部或自栈板的底部移出，可以完成货物的装载、运送及卸除。自动堆高机因其动力及感测系统的设计，适于以车头朝前的方式行进，并需要在行走路径中回转使货叉朝前，以方便进行接下来的装载或卸除货物的动作。需说明的是，自动堆高机无法原地回转，而是要透过行进来回转(如同一般汽车)而改变货叉的朝向。
[0003]在计算自动堆高机的行走路径时，通常会使用时间弹性带法(Timed Elastic Band，TEB)或是动态窗格法(Dynamic Window Approach，DWA)。以时间弹性带法来说，可以依据起始位置与目标位置来计算出多种路径，并从中决定一条预设路径，以使自动堆高机沿预设路径移动。并且，自动堆高机会在预设路径上的任意位置进行回转。
[0004]然而，时间弹性带法为确保车头角度与所载货物皆能够平滑地移动，因此当预设路径过长时，自动堆高机会因为会在预设路径上的回转动作，使得车体偏离预设路径且无法预期其偏离的程度。在上述情形下可能发生意外事件。若是动态窗格法，则需要记忆全部的决策点坐标，无法用于复杂度较高的自走载具。
[0005]因此，需要针对自动堆高机以及其他有回转需求的无人载具提出一种可以满足回转需求且避免路径偏移的解决方案。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种路径规划方法，可以满足无人载具的回转需求且避免载具的移动路径偏移。
[0007]本专利技术的路径规划方法，适用于载具。该路径规划方法包括：依据起始位置的资讯、目标位置的资讯以及地图资讯来产生第一路径；搜寻位于第一路径上的至少一候选回转区域，并依据目标位置的资讯来决定至少一候选回转区域中的一个作为预定回转区域，其中各候选回转区域的中间点与目标位置之间的距离大于或等于载具的回转半径；使载具沿着第一路径移动，并使载具在预定回转区域进行回转动作，以将载具的第一端由第一方向转为朝向相对于第一方向的第二方向；以及在回转动作结束后，使该载具到达该目标位置或使载具由预定回转区域移动至目标位置。
[0008]基于上述，本专利技术可以预先设定载具最佳的回转位置以及确保载具有足够的回转空间。由于载具在到达预定回转区域之前皆不需要调整头向，因此并不会有多余的横向移动发生。
附图说明
[0009]图1绘示为本专利技术一实施例的路径规划方法的步骤流程图。
[0010]图2绘示为载具的移动路径及在预定回转区域进行回转的示意图。
[0011]图3A～3E绘示为本专利技术一实施例的候选回转区域的产生过程的示意图。
[0012]图4绘示为本专利技术一实施例的多个候选回转区域的示意图。
[0013]图5绘示为本专利技术一实施例的载具的避障操作的示意图。
[0014]图6绘示为本专利技术一实施例的路径规划方法的步骤流程图。
具体实施方式
[0015]图1绘示为本专利技术一实施例的路径规划方法的步骤流程图。图2绘示为载具的移动路径及在预定回转区域进行回转的示意图。请见图1及图2，本专利技术路径规划方法适用于载具AMV(例如为autonomous mobile vehicle、autonomous mobile robot或automatic guided vehicle等无人载具)。前述载具AMV是指无人载具，例如堆高机或其他类似的载具。载具AMV可以向前或向后移动，但由于转向角度及回转半径r的限制，载具AMV无法在原地进行回转。步骤S110是由运算装置(图未示)依据载具AMV的起始位置x3的资讯、载具AMV的目标位置x4的资讯以及地图资讯来产生第一路径P1。特别说明的是，第一路径P1为载具AMV行进的路线，因此以第一路径P1为中心向两侧延伸至少大于载具AMV的车身宽度的范围内不会有障碍物。
[0016]更详细一点来说，运算装置可以设置在载具AMV上或设于一外部设备中(图未示)并透过例如无线方式来与载具AMV交换信息。运算装置可以接收载具AMV本身的运动相关参数、起始位置x3的资讯、目标位置x4的资讯以及地图资讯来进行运算以产生第一路径P1。运动相关参数包括但不限于载具AMV的回转半径r的资讯、车宽及车长等尺寸资讯、线速度限制资讯、角速度限制资讯、载具重量资讯、载具AMV的机构或零件的位置资讯以及定位容许精度资讯。起始位置x3通常是指载具的当前位置。起始位置x3的资讯包括但不限于全球定位系统(Global Positioning System，GPS)的坐标资讯以及指示相对于前述地图的位置的资讯。地图资讯包括但不限于数字形式的地图图档、可行走空间的资讯、禁止行走空间的资讯、膨胀区图档(例如沿行进方向且宽度为2倍车身宽度所形成的范围)以及碰撞区图档。
[0017]另外，运算装置例如是中央处理单元(central processing unit,CPU)，或是其他可编程的一般用途或特殊用途的微处理器(Microprocessor)、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、可编程控制器、特殊应用集成电路(Application Specific Integrated Circuits,ASIC)、可编程逻辑装置(Programmable Logic Device,PLD)或其他类似装置或这些装置的组合。在本实施例中，运算装置可以使用时间弹性带法来决定第一路径。在另一实施例中，运算装置可以使用动态窗格法来决定第一路径。第一路径的数据形式包括但不限于笛卡尔坐标(Cartesian Coordinate)、欧拉角(Euler Angle)以及四元数(quaternion)。
[0018]步骤S120是由运算装置搜寻位于第一路径P1上的至少一候选回转区域R，并依据目标位置x4的资讯来决定前述至少一候选回转区域R中的一个为预定回转区域RR。各候选回转区域R的中间点C与目标位置x4之间的距离大于或等于载具AMV的回转半径r。此处的「中间点」可以视为候选回转区域R在第一路径P1上的中间位置。也就是说，预定回转区域RR
的中间点与目标位置x4之间的距离也是大于或等于载具AMV的回转半径r。步骤S130是使载具AMV沿着第一路径P1移动，并使载具AMV在预定回转区域RR进行回转动作(在预定回转区域R中，载具AMV进行回转动作，不会沿着第一路径P1移动)，以将载具AMV的第一端AMV1由第一方向A1转为朝向相对于第一方向A1的第二方向A2。特别说明的是，本专利技术所述的回转动作是指载具AMV借由前进转向及后退转向的结合动作完成。下面将以附图来说明预定回转区域RR与回转半径r之间的关系。
[0019]请见图2，载具AMV沿第一路径P1移动，并在进入预定回转区域RR(即载具AMV行进到回转开始点x1)时，离开第一路径P1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种路径规划方法，适用于载具，其特征在于，所述路径规划方法包括：依据起始位置的资讯、目标位置的资讯以及地图资讯来产生第一路径；搜寻位于所述第一路径上的至少一候选回转区域，并依据所述目标位置的资讯来决定所述至少一候选回转区域中的一个为预定回转区域，其中各所述候选回转区域的中间点与所述目标位置之间的距离大于或等于所述载具的回转半径；使所述载具沿着所述第一路径移动，并使所述载具在所述预定回转区域进行回转动作，以将所述载具的第一端由第一方向转为朝向相对于所述第一方向的第二方向；以及在所述回转动作结束后，所述载具到达所述目标位置或使所述载具由所述预定回转区域移动至所述目标位置。2.根据权利要求1所述的路径规划方法，其特征在于，搜寻位于所述第一路径上的至少一候选回转区域的步骤包括：由所述地图资讯取得载具移动空间资讯；将所述载具移动空间资讯沿所述第一路径的行进方向切分为多个区段，以获得各所述区段在第三方向上的宽度资讯，其中所述第三方向垂直于所述行进方向，每一所述多个区段沿所述第一路径具有第一长度；以及在连续的第一数量的所述多个区段中的每一个的所述多个宽度资讯皆大于或等于所述载具的载具长度时，将所述多个连续的区段作为一个候选回转区域，借此获得所述至少一候选回转区域，其中各所述候选回转区域在所述第一路径上的长度等于所述载具的所述回转半径的两倍。3.根据权利要求2所述的路径规划方法，其特征在于，所述第一数量等于阈值，所述阈值与所述回转半径及所述第一长度相关联。4.根据权利要求1所述的路径规划方法，其特征在于，决定所述至少一候选回转区域中的一个为所述预定回转区域的步骤还包括：当所述至少一候选回转区域的数量为一个时，将所述一个候选回转区域作为所述预定回转区域。5.根据权利要求1所述的路径规划方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昭宏，
申请(专利权)人：中强光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：