[发明专利]一种高效的全局路径规划方法

权利要求书

1.一种路径规划方法，其特征在于，包括：

计算从预设的起始点x_s开始，绕过N维空间下的所有障碍物到达预设的终点x_g的可行线路；

删除所述可行线路中不必要的绕行点，以获得最终路径。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算从预设的起始点x_s开始，绕过N维空间下的所有障碍物到达预设的终点x_g的可行线路，包括：

根据N维空间下的障碍物地图以及所述障碍物地图上的起始点x_s和终点x_g，确定N维空间下所述起始点x_s和所述终点x_g之间，所有障碍物的开始绕行点(x_H1,x_H2,…,x_Hn)和结束绕行点(x_L1,x_L2,…,x_Ln)，其中N≥2，n为自然数；

分别沿着各个障碍物的边缘，从相应的开始绕行点开始，朝着相应的结束绕行点，同步对障碍物的2(N-1)个绕行线路分支的中间绕行点进行采样；

将所述2(N-1)个绕行线路分支中最先采样到相应的结束绕行点的绕行线路分支作为相应障碍物的最终绕行线路分支；

依次连接所述起始点x_s、所有障碍物的最终绕行线路分支以及所述终点x_g，以获所述可行线路。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述分别沿着各个障碍物的边缘，从相应的开始绕行点开始，朝着相应的结束绕行点，同步对障碍物的2(N-1)个绕行线路分支的中间绕行点进行采样，包括：

针对每个障碍物，从相应的开始绕行点开始，朝着相应的结束绕行点，分别在N维空间的N-1个平面或者超平面上，以所述开始绕行点为圆心，预设的步长λ为半径，分别沿着顺时针方向和逆时针方向旋转预设的旋转角Δ；

在每个平面或者超平面上，分别将沿着顺时针方向和逆时针方向旋转，第一次从相应的障碍物穿出的点x_cf1采样为中间绕行点，并以点x_cf1为圆心，步长λ为半径，继续沿着顺时针方向或者逆时针方向旋转旋转角Δ，取下一个第一次从相应的障碍物穿出的点x_cf2为下一个中间绕行点，重复以上过程，直到采样到相应的结束绕行点。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将所述2(N-1)个绕行线路分支中最先采样到相应的结束绕行点的绕行线路分支作为相应障碍物的最终绕行线路分支，包括：

分别判断所述2(N-1)个绕行线路分支中当前采样到的中间绕行点与相应的结束绕行点的距离是否小于步长λ；

若两者距离小于步长λ，则判断所述当前采样到的中间绕行点与相应的结束绕行点之间的连线是否与相应的障碍物发生碰撞；

若两者不发生碰撞，则将相应的绕行线路分支作为相应障碍物的最终绕行线路分支。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述删除所述可行线路中不必要的绕行点，以获得最终路径，包括：

获取所述可行线路的当前起点，以及与所述当前起点具有预设间隔m的绕行点，判断所述当前起点到获取的绕行点之间的连线是否与障碍物发生碰撞，其中m≥2；

若两者不发生碰撞，则判断在所述可行线路中是否存在比当前获取的绕行点更靠近所述可行线路的终点的绕行点与所述当前起点的连线与相应的障碍物不发生碰撞；

若判断结果为不存在，则将所述可行线路中当前起点与当前获取的绕行点之间的其他绕行点作为不必要的绕行点删除；

以当前获取的绕行点为新的起点，重复上述步骤，直到获取到所述终点x_g结束。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述删除所述可行线路中不必要的绕行点，以获得最终路径，还包括：

若在所述可行线路中存在比当前获取的绕行点更靠近所述可行线路的终点的绕行点与所述当前起点的连线不发生碰撞，则将所述当前起点和与最靠近所述可行线路的终点且与所述当前起点的连线与相应的障碍物不发生碰撞的绕行点之间的其他绕行点作为不必要的绕行点删除。