專利名稱：一種隨機(jī)路線圖的快速路徑規(guī)劃方法及增強(qiáng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及運(yùn)動規(guī)劃領(lǐng)域，特別涉及一種隨機(jī)路線圖的快速路徑規(guī)劃方法及增強(qiáng) 方法。
背景技術(shù)：
在運(yùn)動規(guī)劃領(lǐng)域中路徑規(guī)劃是一重要分支，一般的路徑規(guī)劃方法處理復(fù)雜環(huán)境的 能力明顯不足，極易受環(huán)境空間維數(shù)、實(shí)際環(huán)境的復(fù)雜度及需要處理的信息量等的影響。如 需要處理復(fù)雜環(huán)境下的運(yùn)動規(guī)劃，例如無人飛機(jī)導(dǎo)航中最優(yōu)路線的實(shí)現(xiàn)，常需要超級計(jì)算 機(jī)的支持，對計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度有較高要求。近年來，一些優(yōu)秀運(yùn)動規(guī)劃方法相繼被提出。時(shí)至今日，各種方法的完備性都有待 討論，但其可操作性和實(shí)用性是毋庸置疑的，即都能夠在一定條件下實(shí)現(xiàn)運(yùn)動規(guī)劃。然而這 些方法大都有如下特點(diǎn)第一，最優(yōu)式運(yùn)動規(guī)劃算法的計(jì)算時(shí)間隨問題規(guī)模的變大而爆炸 式增長，即產(chǎn)生所謂的維數(shù)災(zāi)難；第二，一般的規(guī)劃問題都是NP-hard (non-deterministic polynomial-hard，非確定性多項(xiàng)式困難問題)，這意味著不存在已知的多項(xiàng)式時(shí)間算法來 求取最優(yōu)解?；谏鲜鲈?，一般規(guī)劃問題往往先采用啟發(fā)式算法構(gòu)建模型，再在此基礎(chǔ)上 采用最優(yōu)式算法來獲取問題的次優(yōu)解。因此啟發(fā)式的路圖方法是當(dāng)今路徑規(guī)劃運(yùn)用較多的 方法。Visibility graph方法，Voronoi diagram方法以及隨機(jī)路線圖方法(Probabilistic Roadmap Method，簡稱PRM)是幾種常用的路圖方法，這些方法的相同點(diǎn)都是在一定的規(guī)劃 空間生成路徑組成的網(wǎng)絡(luò)圖。但Visibility graph方法和Voronoi diagram方法局限于 低維空間的路徑規(guī)劃，相對而言，PRM方法是一種使用較為普遍的路圖方法，它跟以前路圖 方法的不同之處在于，路圖在規(guī)劃空間中不是以確定的方式來構(gòu)造，而是基于概率論，使用 某種隨機(jī)概率的方法來構(gòu)造的。隨機(jī)路圖方法的一個(gè)巨大優(yōu)點(diǎn)在于，其復(fù)雜度主要依賴于 尋找路徑的難度，跟整個(gè)規(guī)劃環(huán)境的復(fù)雜度和規(guī)劃空間的維數(shù)基本無關(guān)，實(shí)際操作性較強(qiáng)， 適合工程上應(yīng)用。一般PRM方法操作流程首先在規(guī)劃空間(比如地圖)中隨機(jī)生成足夠數(shù)目自由節(jié) 點(diǎn)；其次采取某種策略將所生成的隨機(jī)自由節(jié)點(diǎn)連接成邊進(jìn)而形成一個(gè)圖，該圖即是生成 的路圖，這個(gè)階段稱為“學(xué)習(xí)階段”;最后，在所生成的路圖上進(jìn)行運(yùn)動規(guī)劃，比如路徑規(guī)劃 或最優(yōu)路徑的查詢，該階段稱為“查詢階段”。如圖2所示為各區(qū)域分布示意圖，在一個(gè)規(guī)劃空間中，包括幾個(gè)部分困難區(qū)域、 正常區(qū)域(C區(qū)域)以及障礙物區(qū)域，其中困難區(qū)域又可分為空曠區(qū)域(將該區(qū)域記為A區(qū) 域)以及障礙物之間的夾縫即狹窄通道區(qū)域(將該區(qū)域記為B區(qū)域)。由于一般PRM方法是 完全等概率地均勻生成自由節(jié)點(diǎn)，容易使得A區(qū)域中生成的隨機(jī)自由節(jié)點(diǎn)數(shù)目不夠，造成 路圖的不完備性；以及使得B區(qū)域自由節(jié)點(diǎn)分布不理想，造成某些可行路徑的遺漏?？傊?采用一般PRM方法，規(guī)劃空間中的困難區(qū)域內(nèi)自由節(jié)點(diǎn)數(shù)目分布不夠，不能很好地搜尋到 通過該困難區(qū)域的可行路徑，易遺漏某些可行路徑導(dǎo)致尋徑失敗等問題。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種隨機(jī)路線圖的快速路徑規(guī)劃方法及增強(qiáng)方法， 能夠增加困難區(qū)域內(nèi)自由節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)，減少遺漏可行路徑的概率。本發(fā)明一種隨機(jī)路線圖的快速路徑規(guī)劃方法，包括如下步驟 步驟Si，在規(guī)劃空間區(qū)域內(nèi)隨機(jī)生成自由節(jié)點(diǎn)；
步驟S2，采用增強(qiáng)方法對困難區(qū)域進(jìn)行處理；
步驟S3，按照預(yù)定策略生成路步驟S4，在上述路圖中根據(jù)運(yùn)動規(guī)劃要求查詢最優(yōu)路徑。另外本發(fā)明還提供一種隨機(jī)路線圖的增強(qiáng)方法，步驟S2中采用增強(qiáng)方法對困難 區(qū)域中的狹窄通道區(qū)域進(jìn)行處理的過程包括如下步驟
步驟S201，對于該狹窄通道區(qū)域的任意選取的一點(diǎn)，在該點(diǎn)的鄰域內(nèi)隨機(jī)增加一個(gè)自 由節(jié)點(diǎn)；
步驟S202，按照以下步驟循環(huán)
判斷增加的自由節(jié)點(diǎn)是否仍屬于該狹窄通道區(qū)域，若是，則在該增加的自由節(jié)點(diǎn)的鄰 域內(nèi)再隨機(jī)增加一個(gè)新自由節(jié)點(diǎn)；
步驟S203，當(dāng)所述狹窄區(qū)域某一點(diǎn)的鄰域內(nèi)自由節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)達(dá)到一個(gè)預(yù)先設(shè)定的閾值 時(shí)，停止增加自由節(jié)點(diǎn)。從以上的方案可以看出，本發(fā)明由于采用增強(qiáng)方法對困難區(qū)域進(jìn)行了處理，較好 地解決了困難區(qū)域內(nèi)自由節(jié)點(diǎn)數(shù)目分布不夠的問題，提高了路圖的連通性，減少了遺漏某 些可行路徑的概率。


圖1為本發(fā)明方法流程圖； 圖2為各區(qū)域分布示意圖3為一般PRM方法生成的路圖； 圖4為本發(fā)明生成的路圖； 圖5為一般PRM方法生成的最優(yōu)路徑； 圖6為本發(fā)明生成的最優(yōu)路徑。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種隨機(jī)路線圖的快速路徑規(guī)劃方法及增強(qiáng)方法，能夠解決一般PRM 方法完全等概率地均勻生成自由節(jié)點(diǎn)，導(dǎo)致困難區(qū)域內(nèi)分布的自由節(jié)點(diǎn)數(shù)目不夠，從而遺 漏某些可行路徑的問題。下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案。作為一個(gè)實(shí)施例，假設(shè)在某一個(gè)規(guī)劃 空間中，包括了 A區(qū)域(空曠區(qū)域)、B區(qū)域(狹窄通道區(qū)域)、C區(qū)域(正常區(qū)域)以及障礙物 區(qū)域，現(xiàn)在需要在規(guī)劃空間中的某兩點(diǎn)之間生成一條可行路徑，則可以采用如下的做法
步驟Si，在規(guī)劃空間區(qū)域內(nèi)隨機(jī)生成自由節(jié)點(diǎn)； 步驟S2，采用增強(qiáng)方法對困難區(qū)域進(jìn)行處理； 步驟S3，按照預(yù)定策略生成路圖；步驟S4，在上述路圖中根據(jù)運(yùn)動規(guī)劃要求查詢最優(yōu)路徑。其中，步驟Sl采用與一般PRM方法相同的做法隨機(jī)等概率地均勻生成自由節(jié)點(diǎn)， 但是采用這種做法生成自由節(jié)點(diǎn)，在遇到某些規(guī)劃空間的困難區(qū)域時(shí)容易造成自由節(jié)點(diǎn)分 布數(shù)目不夠或不理想的問題，所以需對這些困難區(qū)域進(jìn)行處理。本發(fā)明采用啟發(fā)式增強(qiáng)方 法，從軟件角度對該困難區(qū)域進(jìn)行相關(guān)處理，具體過程如下
對困難區(qū)域中的狹窄通道區(qū)域(B區(qū)域)，B區(qū)域的困難主要是由于地形造成的，從而導(dǎo) 致B區(qū)域隨機(jī)自由節(jié)點(diǎn)分布數(shù)目不夠。這時(shí)可以在步驟S2中采用增強(qiáng)方法對該區(qū)域進(jìn)行 處理，處理的過程包括如下步驟
步驟S201，對于B區(qū)域的任意選取的一點(diǎn)q，在該點(diǎn)q的鄰域內(nèi)隨機(jī)添加一個(gè)自由節(jié)占.
^ \\\
步驟S202，按照以下步驟循環(huán)
判斷增加的自由節(jié)點(diǎn)是否仍屬于B區(qū)域，若是，則在該增加的自由節(jié)點(diǎn)的鄰域內(nèi)再隨 機(jī)增加一個(gè)新自由節(jié)點(diǎn)；
例如，記第一次增加的自由節(jié)點(diǎn)為pl，若Pl仍屬于B區(qū)域，則在pi的鄰域內(nèi)再隨機(jī)增 加新自由節(jié)點(diǎn)P2……
步驟S203，當(dāng)B區(qū)域某一點(diǎn)的鄰域內(nèi)自由節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)達(dá)到一個(gè)預(yù)先設(shè)定的閾值，則停 止增加自由節(jié)點(diǎn)。在步驟S201中，當(dāng)q的鄰域內(nèi)增加的自由節(jié)點(diǎn)(記為pl)不屬于B區(qū)域時(shí)，假設(shè)點(diǎn) Pl屬于正常區(qū)域(C區(qū)域)，而且Pl也一定不在障礙物上，則可將Pl與點(diǎn)q連接成一可行邊。 然后回到步驟S201，即繼續(xù)在q的鄰域中增加新的自由節(jié)點(diǎn)p2，并且繼續(xù)對p2進(jìn)行判斷是 否仍屬于B區(qū)域；若p2仍屬于B區(qū)域，則進(jìn)入步驟S202，在p2的鄰域內(nèi)增加一個(gè)新的自由 節(jié)點(diǎn)P3，繼續(xù)判斷操作；若p3仍屬于B區(qū)域，則在p3的鄰域內(nèi)隨機(jī)增加一個(gè)新的自由節(jié)點(diǎn) P4……若pn仍屬于B區(qū)域，則在pn的鄰域內(nèi)隨機(jī)增加一個(gè)新的自由節(jié)點(diǎn)ρ (η+1)……采用 了上述的增強(qiáng)方法對B區(qū)域進(jìn)行處理后，該困難區(qū)域分布的自由節(jié)點(diǎn)數(shù)目得到一定程度的 增加。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在上述的步驟S202循環(huán)增加自由節(jié)點(diǎn)的過程中(假設(shè) 已經(jīng)循環(huán)了一定的次數(shù))，若其中增加的某一點(diǎn)(設(shè)為ρη，η表示當(dāng)前為第η次增加的自由節(jié) 點(diǎn))不屬于B區(qū)域，則將該增加的點(diǎn)pn與之前增加的那一點(diǎn)ρ (n-1)連接成一可行邊，并返 回到之前增加的點(diǎn)P (n-1)的鄰域中繼續(xù)添加新的自由節(jié)點(diǎn)。這樣做的好處是可以生成若 干連接困難區(qū)域和非困難區(qū)域的可行邊(路徑)，進(jìn)一步提高路圖的連通性。另外，困難區(qū)域還包括空曠區(qū)域(又稱之為A區(qū)域)，A區(qū)域是由于比較空曠，所以 導(dǎo)致自由節(jié)點(diǎn)數(shù)目不夠，為此在步驟S2中也需采用增強(qiáng)方法對該空曠區(qū)域進(jìn)行相關(guān)處理， 處理的過程如下
對于該空曠區(qū)域的任意選取的一點(diǎn)q，在該點(diǎn)q的鄰域內(nèi)隨機(jī)添加自由節(jié)點(diǎn)，直到空曠 區(qū)域內(nèi)某一點(diǎn)的鄰域內(nèi)自由節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)達(dá)到一個(gè)預(yù)先設(shè)定的閾值。采用如上的增強(qiáng)方法對A區(qū)域進(jìn)行處理后，提高了 A區(qū)域自由節(jié)點(diǎn)的分布密度，解 決了 A區(qū)域分布自由節(jié)點(diǎn)數(shù)目不夠的問題，保證了空曠區(qū)域中自由節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)的最小值，使 得生成的路圖得以優(yōu)化，路圖的完備性得到改善。在A區(qū)域和B區(qū)域中計(jì)算某一點(diǎn)的鄰域內(nèi)自由節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)的具體過程如下定義
6函數(shù)n(q)用于記錄點(diǎn)q的鄰域內(nèi)自由節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)，當(dāng)在q的鄰域內(nèi)每增加一個(gè)自由節(jié)點(diǎn) 時(shí)，對函數(shù)n(q)的值進(jìn)行一次更新，即在原η(q)的值上增加1。事實(shí)上在執(zhí)行上述任一步 驟之前，可以首先將函數(shù)n(q)的值與預(yù)先設(shè)定的閾值進(jìn)行一下比較，當(dāng)n(q)小于預(yù)先設(shè)定 的閾值時(shí)才進(jìn)行添加自由節(jié)點(diǎn)的操作，當(dāng)比較發(fā)現(xiàn)n(q)大于或等于閾值時(shí)馬上停止添加 節(jié)點(diǎn)操作，需要說明的是，這里點(diǎn)q具有任意性。由于上述的點(diǎn)q的任意性，故當(dāng)出現(xiàn)如下的情況困難區(qū)域中隨機(jī)選取的點(diǎn)q的鄰 域內(nèi)自由節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)已經(jīng)達(dá)到閾值，但仍沒有找到一條連通困難區(qū)域和非困難區(qū)域的較優(yōu) 的可行路徑。這種情況下，如果此時(shí)至少還存在另一點(diǎn)P的鄰域內(nèi)自由節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)仍小于 該閾值，則需在困難區(qū)域中另取一點(diǎn)P，采用增強(qiáng)方法對點(diǎn)P進(jìn)行相關(guān)處理，如此循環(huán)…… 直到找到一條較優(yōu)的可行路徑，或者至少有一條可行路徑可以連接困難區(qū)域與非困難區(qū) 域。閾值概念的提出是為了使某個(gè)區(qū)域內(nèi)自由節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)達(dá)到一定的數(shù)值，以保證該 區(qū)域自由節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)不會太少而無法生成符合要求的路圖。這個(gè)閾值的數(shù)值是根據(jù)具體環(huán) 境情況而由用戶設(shè)定的，其中A區(qū)域和B區(qū)域由于環(huán)境情況的不同，具體數(shù)值也可能不同。經(jīng)過對上述的A區(qū)域以及B區(qū)域的增強(qiáng)方法處理后，整個(gè)規(guī)劃區(qū)域內(nèi)的自由節(jié)點(diǎn) 個(gè)數(shù)都已經(jīng)達(dá)到一定數(shù)目，這時(shí)候就可進(jìn)入步驟S3，按照預(yù)定策略生成路圖這個(gè)過程了，這 個(gè)過程可以是將處理后的整個(gè)區(qū)域中每個(gè)自由節(jié)點(diǎn)與其鄰域內(nèi)的各點(diǎn)相互連接成可行邊 進(jìn)而生成路圖，當(dāng)然還可以是按照其他的策略，例如將該點(diǎn)與其周圍最接近的幾點(diǎn)(這個(gè)數(shù) 目為預(yù)先設(shè)定值)分別相連接。圖3為一般PRM方法所生成的路圖，可見在空曠區(qū)域(A區(qū)域)以及狹窄通道區(qū)域 (B區(qū)域)由于自由節(jié)點(diǎn)數(shù)目不夠，采用上述的某種策略生成路圖時(shí)無法連接困難區(qū)域與非 困難區(qū)域中的自由節(jié)點(diǎn)生成可行邊，這必然導(dǎo)致某些可行路徑的遺漏。而本發(fā)明所生成的 路圖則較好解決了這個(gè)問題，見圖4，可知在A區(qū)域以及B區(qū)域中都相應(yīng)增加了一定數(shù)目的 自由節(jié)點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上采用某種策略生成了較完整的路圖，這樣就可以相應(yīng)減少遺漏某 些可行路徑的概率。另外在圖3和圖4中，圖中還標(biāo)出一正常區(qū)域(C區(qū)域)作為困難區(qū)域 的比較，本發(fā)明并未對該C區(qū)域進(jìn)行任何處理。生成路圖之后進(jìn)入步驟S4，即在生成的路圖中根據(jù)運(yùn)動規(guī)劃要求查詢相應(yīng)路徑， 本發(fā)明中查詢最優(yōu)路徑，對比圖5和圖6，可知在一般PRM方法中(圖5)由于在困難區(qū)域與 非困難區(qū)域之間沒有連通的可行路徑，在生成最優(yōu)路徑時(shí)跳過了這些有可能是可行路徑的 路徑，從而導(dǎo)致了某些可行路徑的遺漏，造成最后生成的最優(yōu)路徑明顯不符合要求的情況； 而本發(fā)明(圖6)則由于解決了困難區(qū)域分布的自由節(jié)點(diǎn)數(shù)目不夠的問題，生成了若干連接 困難區(qū)域和非困難區(qū)域的可行路徑，提高了路圖的連通性，較好地找到了更符合要求的最 優(yōu)路徑，減少了遺漏通過困難區(qū)域的可行路徑的概率。從以上方案可以看出，本發(fā)明繼承了一般PRM方法的優(yōu)點(diǎn)——實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度與整 個(gè)規(guī)劃環(huán)境的復(fù)雜度及規(guī)劃控件的維數(shù)基本無關(guān)，在此基礎(chǔ)上，還彌補(bǔ)了一般PRM方法完 全等概率均勻分布自由節(jié)點(diǎn)導(dǎo)致路圖生成完備性較差的缺點(diǎn)，采用增強(qiáng)方法對困難區(qū)域進(jìn) 行相關(guān)處理，增加了困難區(qū)域內(nèi)自由節(jié)點(diǎn)的數(shù)目，具有較好的完備性，不易遺漏通過規(guī)劃空 間中困難區(qū)域的可行路徑。以上所述的本發(fā)明實(shí)施方式，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范 圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種隨機(jī)路線圖的快速路徑規(guī)劃方法，其特征在于，包括以下步驟步驟S1，在規(guī)劃空間區(qū)域內(nèi)隨機(jī)生成自由節(jié)點(diǎn)；步驟S2，采用增強(qiáng)方法對困難區(qū)域進(jìn)行處理；步驟S3，按照預(yù)定策略生成路圖；步驟S4，在所述路圖中根據(jù)運(yùn)動規(guī)劃要求查詢最優(yōu)路徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隨機(jī)路線圖的快速路徑規(guī)劃方法，其特征在于，所述困 難區(qū)域包括狹窄通道區(qū)域，所述采用增強(qiáng)方法對該狹窄通道區(qū)域進(jìn)行處理的過程包括如下 步驟步驟S201，對于該狹窄通道區(qū)域的任意選取的一點(diǎn)，在該點(diǎn)的鄰域內(nèi)隨機(jī)增加一個(gè)自 由節(jié)點(diǎn)；步驟S202，按照以下步驟循環(huán)判斷增加的自由節(jié)點(diǎn)是否仍屬于該狹窄通道區(qū)域，若是，則在該增加的自由節(jié)點(diǎn)的鄰 域內(nèi)再隨機(jī)增加一個(gè)新自由節(jié)點(diǎn)；步驟S203，當(dāng)所述狹窄通道區(qū)域某一點(diǎn)的鄰域內(nèi)自由節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)達(dá)到一個(gè)預(yù)先設(shè)定的 閾值時(shí)，停止增加自由節(jié)點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隨機(jī)路線圖的快速路徑規(guī)劃方法，其特征在于，所述困 難區(qū)域還包括空曠區(qū)域，所述采用增強(qiáng)方法對該空曠區(qū)域進(jìn)行處理的過程如下對于該空曠區(qū)域的任意選取的一點(diǎn)，在該點(diǎn)的鄰域內(nèi)隨機(jī)增加自由節(jié)點(diǎn)，直到該空曠 區(qū)域某一點(diǎn)的鄰域內(nèi)自由節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)達(dá)到所述預(yù)先設(shè)定的閾值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種隨機(jī)路線圖的快速路徑規(guī)劃方法，其特征在于，計(jì)算 所述某一點(diǎn)的鄰域內(nèi)自由節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)的具體過程如下定義函數(shù)n(q)用于記錄點(diǎn)q的鄰域內(nèi)自由節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)，當(dāng)點(diǎn)q的鄰域內(nèi)每增加一個(gè)自 由節(jié)點(diǎn)時(shí)對所述函數(shù)n(q)的值進(jìn)行一次更新。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種隨機(jī)路線圖的快速路徑規(guī)劃方法，其特征在于，所述步 驟S201之后還包括步驟若增加的自由節(jié)點(diǎn)不屬于該狹窄通道區(qū)域，則連接該增加的自由 節(jié)點(diǎn)與所述任意選取的一點(diǎn)成一可行邊，并返回步驟S201。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種隨機(jī)路線圖的快速路徑規(guī)劃方法，其特征在于，按照步 驟S202循環(huán)了一定次數(shù)后，若增加的自由節(jié)點(diǎn)不屬于該狹窄通道區(qū)域，則將該增加的自由 節(jié)點(diǎn)與之前增加的自由節(jié)點(diǎn)連接成一可行邊，并在之前增加的自由節(jié)點(diǎn)的鄰域內(nèi)進(jìn)行增加 自由節(jié)點(diǎn)的操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隨機(jī)路線圖的快速路徑規(guī)劃方法，其特征在于，所述步 驟S3中按照預(yù)定策略生成路圖的具體步驟包括將所述處理后的規(guī)劃空間區(qū)域中每個(gè)自由節(jié)點(diǎn)與其鄰域內(nèi)的點(diǎn)相互連接成可行邊以 生成路圖；或?qū)⑺鎏幚砗蟮囊?guī)劃空間區(qū)域中每個(gè)自由節(jié)點(diǎn)與其周圍最接近的預(yù)定數(shù)目的點(diǎn)相互 連接成可行邊以生成路圖。
8.一種隨機(jī)路線圖的增強(qiáng)方法，其特征在于，包括權(quán)利要求2-6所述的一種隨機(jī)路線 圖的快速路徑規(guī)劃方法，所述采用增強(qiáng)方法對困難區(qū)域中狹窄通道區(qū)域進(jìn)行處理的過程包 括如下步驟步驟S201，對于該狹窄通道區(qū)域的任意選取的一點(diǎn)，在該點(diǎn)的鄰域內(nèi)隨機(jī)增加一個(gè)自 由節(jié)點(diǎn)；步驟S202，按照以下步驟循環(huán)判斷增加的自由節(jié)點(diǎn)是否仍屬于該狹窄通道區(qū)域，若是，則在該增加的自由節(jié)點(diǎn)的鄰 域內(nèi)再隨機(jī)增加一個(gè)新自由節(jié)點(diǎn)；步驟S203，當(dāng)所述狹窄通道區(qū)域某一點(diǎn)的鄰域內(nèi)自由節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)達(dá)到一個(gè)預(yù)先設(shè)定的 閾值時(shí)，停止增加自由節(jié)點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及運(yùn)動規(guī)劃領(lǐng)域，提供一種隨機(jī)路線圖的快速路徑規(guī)劃方法及增強(qiáng)方法，本發(fā)明的規(guī)劃方法包括以下步驟在規(guī)劃空間區(qū)域內(nèi)隨機(jī)生成自由節(jié)點(diǎn)；采用增強(qiáng)方法對困難區(qū)域進(jìn)行處理；按照預(yù)定策略生成路圖；根據(jù)運(yùn)動規(guī)劃要求查詢最優(yōu)路徑。本發(fā)明繼承了一般PRM方法的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)發(fā)明方法的復(fù)雜度與整個(gè)規(guī)劃環(huán)境的復(fù)雜度及規(guī)劃控件的維數(shù)基本無關(guān)，還解決了一般PRM方法完全等概率均勻分布自由節(jié)點(diǎn)導(dǎo)致困難區(qū)域自由節(jié)點(diǎn)數(shù)目分布不夠的問題，采用增強(qiáng)方法對困難區(qū)域進(jìn)行相關(guān)處理，增加了困難區(qū)域內(nèi)自由節(jié)點(diǎn)的數(shù)目，具有較好的完備性，減少了遺漏某些通過困難區(qū)域的可行路徑的概率。
文檔編號G01C21/34GK101963510SQ201010519248
公開日2011年2月2日 申請日期2010年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月26日
發(fā)明者曾相宗 申請人:廣東威創(chuàng)視訊科技股份有限公司