矿区车辆的行驶路径规划方法、装置及计算机设备与流程

1.本技术涉及自动化技术领域，尤其是涉及一种矿区车辆的行驶路径规划方法、装置及计算机设备。


背景技术：

2.为了保证无人驾驶的矿区车辆能够在作业区域完成卸载或者装载作业，需要对矿区车辆的行驶路径进行规划。
3.目前，通常采用路径搜索方式规划矿区车辆的行驶路径。然而，由于矿区环境复杂，部分作业区域比较狭窄，而且矿区车辆在行驶时需要经过倒车才能准确到达作业点，因此如果采用现有技术这种路径搜索方式需要经过多次搜索迭代才能在狭窄的作业区域规划出包含多次倒车的行驶路径，由此会导致行驶路径的规划效率较低，而且增加了路径规划失败的概率。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种矿区车辆的行驶路径规划方法、装置及计算机设备，主要在于能够提高矿区车辆的行驶路径规划效率，同时能够增加路径规划成功的概率。
5.根据本发明的第一个方面，提供一种矿区车辆的行驶路径规划方法，包括：获取矿区车辆对应的作业点和预设点；分别从所述作业点和所述预设点出发进行直线扩展，得到由多条直线构建的全局线路；根据所述全局线路，采用相应的路径模式进行初始路径规划，得到第一端点为所述作业点的初始路径；在所述初始路径对应的第二端点和所述预设点之间进行路径搜索，得到所述矿区车辆对应的剩余路径；基于所述剩余路径和所述初始路径，确定所述矿区车辆对应的行驶路径。
6.根据本发明的第二个方面，提供一种矿区车辆的行驶路径规划装置，包括：获取单元，用于获取矿区车辆对应的作业点和预设点；扩展单元，用于分别从所述作业点和所述预设点出发进行直线扩展，得到由多条直线构建的全局线路；规划单元，用于根据所述全局线路，采用相应的路径模式进行初始路径规划，得到第一端点为所述作业点的初始路径；搜索单元，用于在所述初始路径对应的第二端点和所述预设点之间进行路径搜索，得到所述矿区车辆对应的剩余路径；确定单元，用于基于所述剩余路径和所述初始路径，确定所述矿区车辆对应的行驶路径。
7.根据本发明的第三个方面，提供一种芯片，所述芯片包括至少一个处理器和通信接口，所述通信接口和所述至少一个处理器耦合，所述至少一个处理器用于运行计算机程序或指令，以实现上述矿区车辆的行驶路径规划方法的步骤。
8.根据本发明的第四个方面，提供一种终端，所述终端包括上述矿区车辆的行驶路径规划装置。
9.根据本发明的第五个方面，提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述矿区
车辆的行驶路径规划方法的步骤。
10.根据本发明的第六个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述矿区车辆的行驶路径规划方法的步骤。
11.本发明提供的一种矿区车辆的行驶路径规划方法、装置及计算机设备，与现有技术在狭窄的作业区域进行多次搜索的方式相比，本发明能够获取矿区车辆对应的作业点和预设点；并分别从所述作业点和所述预设点出发进行直线扩展，得到由多条直线构建的全局线路；与此同时，根据所述全局线路，采用相应的路径模式进行初始路径规划，得到第一端点为所述作业点的初始路径；并在所述初始路径对应的第二端点和所述预设点之间进行路径搜索，得到所述矿区车辆对应的剩余路径；最终基于所述剩余路径和所述初始路径，确定所述矿区车辆对应的行驶路径。针对狭窄作业区域的路径特点，本发明可以直接根据狭窄作业区域的全局线路，采用相应的路径模式对初始路径进行规划，之后针对剩余空旷的作业区域在采用路径搜索的方式进行路径规划，因此相比于现有技术中多次搜索规划初始路径的方式，本发明针对狭窄区域的路径规划效率更高，同时也增加了路径规划成功率。
附图说明
12.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：图1示出了本发明实施例提供的一种矿区车辆的行驶路径规划方法流程图；图2a示出了本发明实施例提供的直线扩展示意图；图2b示出了本发明实施例提供的全局线路示意图；图3示出了本发明实施例提供的另一种矿区车辆的行驶路径规划方法流程图；图4a示出了本发明实施例提供的路径整体在起点（终点）左侧的示意图；图4b示出了本发明实施例提供的路径整体在起点（终点）右侧的示意图；图5a示出了本发明实施例提供的从左侧到达终点的第一目标路径模式示意图；图5b示出了本发明实施例提供的从起点向左侧出发行驶的第一目标路径模式示意图；图6示出了本发明实施例提供的第二终点示意图；图7示出了本发明实施例提供的搜索出的剩余路径示意图；图8示出了本发明实施例提供的剩余全局线路示意图；图9示出了本发明实施例提供的在剩余全局线路基础上得到的剩余路径示意图；图10示出了本发明实施例提供的一种矿区车辆的行驶路径规划装置的结构示意图；图11示出了本发明实施例提供的另一种矿区车辆的行驶路径规划装置的结构示意图；图12示出了本发明实施例提供的计算机可读存储介质示意图；图13示出了本发明实施例提供的一种计算机设备的实体结构示意图；图14示出了本发明实施例提供的一种芯片的结构示意图；图15示出了本发明实施例提供的一种终端的结构示意图。
具体实施方式
13.下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
14.实施例一目前，矿区环境较为复杂，车辆的装载区、卸载区等作业区域的面积大小各异，部分作业区域由于现场作业环境的要求，会较为狭长，且可能伴随有较大弯道，最终导致作业点附近空间狭窄。现有的矿区作业要求无人驾驶矿车辆需要准确到达作业点，且车辆通常需要进行至少1-2次倒车车才能准确抵达或驶出预设的作业点，这对矿区车辆行驶路径的规划提出了较高的要求，即无人驾驶的矿区车辆所循迹的路径既要满足车辆运动学的约束，达到路径平滑，曲率连续等要求，还要在狭窄的作业区域内快速规划出具备多次倒车的路径，同时，由于车辆现场作业实时性的需求，还需要较高的规划效率。然而，现有技术中的行驶路径规划效率通常比较低，且路径规划成功率不高。
15.为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种矿区车辆的行驶路径规划方法，如图1所示，所述方法包括：101、获取矿区车辆对应的作业点和预设点。
16.其中，矿区车辆包括矿用运输车辆，该矿用运输车辆具体可以为矿卡、宽体车和铰接式矿车等。此外，作业点和预设点为在规划路径之前预先选定好的点，该作业点具体可以为卸载点或者装载点，如果行驶路径为入场路径，则预设点为起始点，作业点为终点；如果行驶路径为出场路径，则作业点为起始点，预设点为终点。
17.本发明实施例主要适用于在狭窄作业区域规划矿区车辆行驶路径的场景。本发明实施例的执行主体为能够在狭窄作业区域规划矿区车辆行驶路径的装置或者设备，具体可以设置在服务器一侧或者车端一侧。
18.对于本发明实施例，在进行行驶路径规划之前需要先获取预设点的坐标信息和作业点的坐标信息，以及矿区车辆分别在预设点和作业点处的航向角，具体可以当矿区车辆行驶到预设点和作业点时，分别采集矿区车辆在预设点和作业点处的位置坐标信息和航向角，也可以在地图中预先选定好矿区车辆的作业点和预设点，针对入场路径，该预设点为起始点，作业点为终点；针对出场路径，该作业点为起始点，预设点为终点。
19.除此之外，还需要获取地图边界的坐标信息和障碍物的坐标信息，以便根据该地图边界的坐标信息和障碍物的坐标信息，分别判定矿区车辆在预设点和作业点处是否会与地图边界接触，以及是否会与障碍物发生碰撞。其中，该障碍物具体可以为矿区的土坑、土堆、大石块、固定设施等。如果矿区车辆在作业点或者预设点处会与地图边界接触，或者会与障碍物发生碰撞，则需要重新选定作业点或者预设点；如果矿区车辆在作业点和预设点处不会与地图边界接触，且不会与障碍物发生碰撞，则可以通过直线扩展进行全局线路规划。
20.102、分别从所述作业点和所述预设点出发进行直线扩展，得到由多条直线构建的全局线路。
21.对于本发明实施例，为了避免在狭窄作业区域进行多次路径搜索，本发明实施例根据矿区车辆在狭窄作业区域中的初始路径特点，采用相应的路径模式对初始路径进行规划，在利用路径模式对初始路径进行规划之前，需要在预设点和作业点之间进行全局线路
规划，以便根据预设点和作业点之间的全局线路，确定采用的第一目标路径模式。
22.在本发明实施例中，无论行驶路径是出场路径还是入场路径，均可以从预设点和作业点进行双向直线扩展，具体地，在直线扩展的过程中，可以分别设定从预设点和作业点进行直线扩展的长度和方向，以使矿区车辆沿着扩展的直线行驶时，不会与地图边界接触，也不会与障碍物发生碰撞，最后扩展出从预设点和作业点分别出发的多条相互垂直的直线，当从预设点和作业点双向扩展的直线之间的最短距离小于预设距离时，可以停止直线扩展，即可得到由多条直线构建的全局线路。举例来说，可以根据预设点对应的航向角方向，将预设点作为起点向前或者向后直线扩展预设长度，得到预设点对应的初始扩展直线，与此同时，根据作业点对应的航向角方向，将作业点作为起点向前或者向后直线扩展预设长度，得到作业点对应的初始扩展直线。进一步地，再将预设点对应的初始扩展直线的末端点和作业点对应的初始扩展直线的末端点分别作为新起点，沿垂直方向分别向两侧进行扩展预设长度，如图2a所示。之后针对作业点对应的两条扩展直线，将两条扩展直线中矿区车辆行驶时不会与地图边界接触，且不会与障碍物发生碰撞的扩展直线作为第一目标扩展直线加入tree1组合中，同理针对预设点对应的两条扩展直线，将两条扩展直线中矿区车辆行驶时不会与地图边界接触，且不会与障碍物发生碰撞的扩展直线作为第二目标扩展直线加入tree2组合中。
23.进一步地，在tree1组合和tree2组合中每次新加入第一目标扩展直线和第二目标扩展直线时，确定新加入的第一目标扩展直线和第二目标扩展直线上距离最近的两个点，并将其分别作为第一目标点和第二目标点，之后如果第一目标点和第二目标点之间的距离小于预设距离，则说明第一目标扩展直线和第二目标扩展直线相距较近，可以默认为连接上，此时停止直线扩展；如果第一目标点和第二目标点之间的距离大于预设距离，则说明第一目标扩展直线和第二目标扩展直线相距较远，还没有连接上，此时将第一目标扩展直线的末端点和第二目标扩展直线的末端点分别作为新起点继续沿垂直方向向两侧进行直线扩展，重复直线扩展的过程，直至tree1组合和tree2组合中新增的第一目标扩展直线和第二目标扩展直线相距较近，可以默认为两者连接上了。
24.进一步地，在完成直线扩展后，从点间距小于预设距离的第一目标点和第二目标点开始，分别向作业点和预设点进行反推，找到连接第一目标点和作业点的直线线路上的所有点，以及连接第二目标点和预设点的直线线路上的所有点，从而能够得到作业点与预设点之间的全局线路，如图2b所示。
25.由此按照上述方式，能够在预设点和作业点之间进行全局规划，得到全局线路，以便基于该全局线路，采用相应的路径模式对矿区车辆的初始路径进行规划。
26.103、根据所述全局线路，采用相应的路径模式进行初始路径规划，得到第一端点为所述作业点的初始路径。
27.其中，每种路径模式包括至少两个曲线组合，曲线组合的曲率连续且两端点的曲率为0。具体地，曲线的曲率是指曲线上某个点的切线方向角对弧长的转动率，表明曲线偏离直线的程度，曲率越大，表示曲线的弯曲程度越大，当曲率为0时，表示曲线的弯曲程度最小，此时，最便于曲线与直线连接。进一步地，曲线组合具体可以为回旋曲线组合或是其他曲率连续的曲线组合，其中，回旋曲线组合可以包括首尾相连的多条回旋曲线，或者包括回旋曲线和圆弧交替连接的多条回旋曲线和至少一个圆弧。其中，回旋曲线又称放射螺旋线，
是指半径从无穷大一直变化到一定设计值的一段弧线，回旋曲线的曲率随着曲线长度成比例的变化，基于此，回旋曲线具有曲率连续、曲率变化稳定的特质。此外，每个曲线组合具有相应的动作方向，该动作方向具体可以包括直行、前进、后退、左转和右转。优选地，当曲线组合包括多个动作方向时，多个动作为连续的。
28.例如，存在两次倒车的路径模式可以为lrlr_pnpn，其表示矿区车辆先向前左转，之后向后右转，接着再向前左转，最后向后右转。再比如，存在两次倒车的路径模式还可以为rlrl_pnpn、rlrlr_pnpnp、lrlrl_pnpnp。
29.对于本发明实施例，已知上述路径模式之后，可以根据全局线路，确定全局线路可以采用的路径模式，在本发明实施例，针对不同的行驶路径的类型（如左侧入场路径、左侧出场路径、右侧入场路径、右侧出场路径），根据全局线路，可以确定与行驶路径相匹配的路径模式。
30.进一步地，在确定路径模式之后，可以根据作业点的坐标信息和航向角，采用路径模式对矿区车辆的初始路径进行规划，即确定路径模式下的初始路径，其中，该初始路径的第一端点为作业点，对于入场路径，第一端点为终点；对于出场路径，第一端点为起始点。在采用路径模式规划初始路径时，首先根据第一端点对应的坐标信息，反推初始路径的第二端点对应的坐标信息，在确定初始路径的第二端点之后，再确定路径模式中包含的至少两个曲线组合上各点的坐标信息。由于在本发明实施例，直接利用路径模式对初始路径进行规划，因此能够避免进行多次路径搜索，从而能够提高矿区车辆的路径规划效率。
31.需要说明的是，本发明实施例在初始路径规划过程中所涉及的路径模式，并不局限于存在两次倒车的路径模式，还可以包括存在三车倒车的路径模式或者存在一次倒车的路径模式，具体选择时，可以根据作业区域的实际路况选择相应的路径模式。
32.104、在所述初始路径对应的第二端点和所述预设点之间进行路径搜索，得到所述矿区车辆对应的剩余路径。
33.当矿区车辆行驶到比较宽敞的作业区域时，采用路径搜索的方式能够快速确定两点之间的规划路径，因此为了进一步提高路径规划效率，本发明实施例在确定初始路径对应的第二端点之后，采用路径搜索的方式在第二端点和预设点之间规划剩余路径。在本发明实施例中，可以采用a*算法、d*算法、lpa*算法、dijkstra算法、遗传算法、人工势场法、曲线组合搜索结合路径规划算法等算法对第二端点和预设点之间的剩余路径进行规划。
34.现以曲线组合搜索结合路径规划算法为例说明规划剩余路径的具体过程，对于入场路径，预设点为起点，从预设点向第二端点进行路径规划；对于出场路径，预设点为终点，从第二端点向预设点进行路径规划。本发明实施例以入场路径为例说明具体规划过程，出场路径的规划过程与此相同。首先，从预设点出发，以曲线组合为基本单元进行路径搜索，得到多个从预设点出发的曲线组合，其中，曲线组合的曲率连续且两端点的曲率为0，该曲线组合具体可以为回旋曲线组合或是其他曲率连续的曲线组合，在具体搜索时，由于每个曲线组合的方向均不同，且预设点的航向角已知，因此当任意一个曲线组合的两端点的航向角差值确定时，这条曲线组合末端点的航行角就确定了，从而能够确定这条曲线组合上各点的坐标信息。具体地，由于任意一个曲线组合的两端点的航向角差值在[-π,π]之间，因此可以根据该航向角差值的取值范围设定多个曲线曲线组合分别对应的航向角差值，如在[-π,π]之间每隔10度取一个航行角差值，从而生成航向角差序列，该航向角差序列中的每
个航向角差值对应一个曲线组合，由于航向角差值确定了曲线组合基本就确定了，因此针对航向角差序列中的任意一个航向角差值，根据预设点的坐标信息和航行角、最小转弯半径、最大曲率变化率和任意一个航向角差值，可以计算出任意一个航向角差值对应的曲线组合上各点的坐标信息。由此按照上述路径搜索方式能够得到多个从预设点出发的曲线组合。
[0035]
进一步地，根据搜索到的多个曲线组合上各点的坐标信息，分别判定矿区车辆在多个曲线组合上行驶时是否会与地图边界接触，以及是否会与障碍物发生碰撞。根据判定结果，从多个曲线组合中筛选出矿区车辆行驶时不会与地图边界接触，且不会与障碍物发生碰撞的目标曲线组合。
[0036]
进一步地，以所述目标曲线组合的末端点为新起点，利用搜索路径模式尝试连接新起始点和第二端点。其中，规划剩余路径过程中的搜索路径模式包括至少两个曲线组合，每个曲线组合具有相应的动作方向，该动作方向包括直行、前进、后退、左转和右转。在连接的过程中，可以以曲线组合和直线为最小单元尝试连接新起点和第二端点，其中直线也可以看做是曲率为0的曲线组合。具体地，可以根据曲线组合c和/或直线s，以及曲线组合和/或直线对应的动作方向（前进p或者后退n），预先设定好搜索路径模式，例如，设定某种路径模式为csc_pnn，该种路径模式代表矿区车辆先向前转弯，之后向后直线，最后向后转弯；再例如，设定某种路径模式为ccc_pnn，该种路径模式代表矿区车辆矿区车辆先向前转弯，之后向后转弯，最后继续向后转弯；又例如，设定某种路径模式为ccscc_ppppn，该种路径模式代表矿区车辆先向前转弯，之后继续向前转弯，接着向前直线，向前转弯，最后向后转弯。在本实施例中，多种路径模式是根据实际应用场景设定的，不同的应用场景对应的多种路径模式不同，这里对多种路径模式不做进一步限定。如果该种搜索路径模式可以连接上新起点和第二端点，则确定该种搜索路径模式下的规划路径，并将其与目标曲线组合连接，得到预设点和第二端点之间的剩余路径。需要说明的是，采用a*算法、d*算法、lpa*算法、dijkstra算法、遗传算法、人工势场法同样可以规划剩余路径，对于各个算法的具体规划方法，本实施例在此不做过多赘述。
[0037]
105、基于所述剩余路径和所述初始路径，确定所述矿区车辆对应的行驶路径。
[0038]
对于本发明实施例，在规划完成剩余路径之后，将剩余路径和初始路径连接，得到矿区车辆对应的行驶路径。
[0039]
本发明实施例提供的一种矿区车辆的行驶路径规划方法，针对狭窄作业区域的路径特点，本发明实施例可以直接根据狭窄作业区域的全局线路，采用相应的路径模式对初始路径进行规划，之后针对针对剩余空旷的作业区域在采用路径搜索的方式进行路径规划，因此相比于现有技术中多次搜索规划初始路径的方式，本发明实施例针对狭窄区域的路径规划效率更高，同时也增加了路径规划成功率。
[0040]
实施例二进一步的，为了更好的说明上述行驶路径的规划过程，作为对上述实施例的细化和扩展，本发明实施例提供了另一种矿区车辆的行驶路径规划方法，如图3所示，所述方法包括：201、获取矿区车辆对应的作业点和预设点。
[0041]
对于本发明实施例，在进行全局线路规划之前，需要判定矿区车辆位于作业点和
预设点时是否会与地图边界接触，以及是否会与障碍物发生碰撞，如果矿区车辆位于作业点和预设点时不会与地图边界接触，且不会与障碍物发生碰撞，则在进行全局线路的规划。基于此，所述方法包括：获取所述矿区车辆对应的长度和宽度，以及地图边界的坐标信息和障碍物的坐标信息；分别将所述作业点对应的坐标信息和所述预设点对应的坐标信息作为所述矿区车辆的中心点的坐标信息；基于所述矿区车辆的中心点的坐标信息，以及所述矿区车辆对应的长度和宽度，分别确定所述矿区车辆位于所述作业点和所述预设点时车辆边界的坐标信息；基于所述车辆边界的坐标信息，所述地图边界的坐标信息和所述障碍的坐标信息，分别判定所述矿区车辆位于所述作业点或者所述预设点时是否会与所述地图边界接触，以及是否会与所述障碍物发生碰撞；若所述矿区车辆不会与所述地图边界接触，且不会与所述障碍物发生碰撞，则分别从所述作业点和所述预设点出发进行直线扩展，得到由多条直线构建的全局线路。
[0042]
具体地，可以将预设点和作业点的坐标信息分别作为矿区车辆中心点（后轴中心）的坐标信息，根据矿区车辆后轴中心点的坐标信息、矿区车辆的车长和车宽，可以扩展出车辆边界的坐标信息，之后根据该车辆边界的坐标信息和地图边界的坐标信息，判定矿区车辆是否会与地图边界接触，即分别判定矿区车辆位于作业点和预设点时是否在地图边界内部，如果车辆边界的坐标信息与地图边界的坐标信息存在重合，则说明矿区车辆会与地图边界接触，即矿区车辆没有在地图边界内部，此时需要重新设定预设点或者作业点；如果车辆边界的坐标信息与地图边界的坐标信息不存在重合，则说明矿区车辆不会与地图边界接触，即矿区车辆在地图边界内部，此时在根据矿区车辆边界的坐标信息和障碍物的坐标信息，分别判定矿区车辆位于预设点和作业点时是否会与障碍物发生碰撞，如果障碍物的坐标信息与车辆边界的坐标信息存在重合，则说明矿区车辆会与障碍物发生碰撞；如果障碍物的坐标信息与车辆边界的坐标信息不存在重合，则说明矿区车辆不会与障碍物发生碰撞。在矿区车辆不会与地图边界接触，且不会与障碍物发生碰撞的情况下，进行全局线路规划。
[0043]
202、分别从所述作业点和所述预设点出发进行直线扩展，得到由多条直线构建的全局线路。
[0044]
对于本发明实施例，为了避免在狭窄作业区域进行多次路径搜索，本发明实施例根据矿区车辆在狭窄作业区域中的初始路径特点，采用相应的路径模式对初始路径进行规划，在利用路径模式对初始路径进行规划之前，需要在预设点和作业点之间进行全局线路规划，以便根据预设点和作业点之间的全局线路，确定采用的第一目标路径模式。针对该全局线路规划过程，步骤202具体包括：将所述作业点和所述预设点分别作为起点沿作业点和预设点分别对应的航向角的方向直线扩展预设长度，得到所述作业点和所述预设点分别对应的初始扩展直线；将所述作业点和所述预设点分别对应的初始扩展直线的末端点作为新起始点进行直线扩展，得到所述作业点对应的第一目标扩展直线和所述预设点对应的第二目标扩展直线；重复直线扩展过程，直至第一目标扩展直线上的第一目标点与第二目标扩展直线上的第二目标点之间的距离小于预设距离，并根据连接所述第一目标点与所述作业点的直线线路，以及连接所述第二目标点与所述预设点的直线线路，确定所述全局线路。其中，预设长度可以根据实际需求进行设定，如预设长度为5米。
[0045]
进一步地，所述将所述作业点和所述预设点分别对应的初始扩展直线的末端点作
为新起始点进行直线扩展，得到所述作业点对应的第一目标扩展直线和所述预设点对应的第二目标扩展直线，包括：将所述作业点和所述预设点分别对应的初始扩展直线的末端点作为新起点沿垂直方向向两侧直线扩展预设长度，得到所述作业点和所述预设点分别对应的两条扩展直线；针对所述作业点对应的两条扩展直线，将所述矿区车辆行驶时不会与地图边界接触，且不会与障碍物发生碰撞的扩展直线确定为所述第一目标扩展直线；针对所述预设点对应的两条扩展直线，将所述矿区车辆行驶时不会与地图边界接触，且不会与障碍物发生碰撞的扩展直线确定为所述第二目标扩展直线。
[0046]
进一步地，所述重复直线扩展过程，直至第一目标扩展直线上的第一目标点与第二目标扩展直线上的第二目标点之间的距离小于预设距离，包括：根据所述第一目标扩展直线上各点的坐标信息和所述第二目标扩展直线上各点的坐标信息，确定所述第一目标扩展直线和所述第二目标扩展直线上距离最近的两个点，并将所述距离最近的两个点分别作为所述第一目标点和所述第二目标点；若所述第一目标点与所述第二目标点之间的距离小于所述预设距离，则停止直线扩展；若所述第一目标点与所述第二目标点之间的距离大于或者等于所述预设距离，则将所述第一目标扩展直线和所述第二目标扩展直线分别对应的末端点作为新起点继续进行直线扩展。其中，预设距离可以根据实际需要进行设定，如设定预设距离为0.5米。
[0047]
在本发明实施中，无论行驶路径是出场路径还是入场路径，均从预设点和作业点进行双向扩展，具体地，可以根据预设点对应的航向角方向，将预设点作为起点向前或者向后直线扩展预设长度，得到预设点对应的初始扩展直线，与此同时，根据作业点对应的航向角方向，将作业点作为起点向前或者向后直线扩展预设长度，得到作业点对应的初始扩展直线。进一步地，再将预设点对应的初始扩展直线的末端点和作业点对应的初始扩展直线的末端点分别作为新起点，沿垂直方向分别向两侧进行扩展预设长度，如图2a所示。之后针对作业点对应的两条扩展直线，将两条扩展直线中矿区车辆行驶时不会与地图边界接触，且不会与障碍物发生碰撞的扩展直线作为第一目标扩展直线加入tree1组合中，同理针对预设点对应的两条扩展直线，将两条扩展直线中矿区车辆行驶时不会与地图边界接触，且不会与障碍物发生碰撞的扩展直线作为第二目标扩展直线加入tree2组合中。
[0048]
进一步地，在tree1组合和tree2组合中每次新加入第一目标扩展直线和第二目标扩展直线时，确定新加入的第一目标扩展直线和第二目标扩展直线上距离最近的两个点，并将其分别作为第一目标点和第二目标点，之后如果第一目标点和第二目标点之间的距离小于预设距离，则说明第一目标扩展直线和第二目标扩展直线相距较近，可以默认为连接上，此时停止直线扩展；如果第一目标点和第二目标点之间的距离大于预设距离，则说明第一目标扩展直线和第二目标扩展直线相距较远，还没有连接上，此时将第一目标扩展直线的末端点和第二目标扩展直线的末端点分别作为新起点继续沿垂直方向向两侧进行直线扩展，重复直线扩展的过程，直至tree1组合和tree2组合中新增的第一目标扩展直线和第二目标扩展直线相距较近，可以默认为两者连接上了。
[0049]
进一步地，在完成直线扩展后，从点间距小于预设距离的第一目标点和第二目标点开始，分别向作业点和预设点进行反推，找到连接第一目标点和作业点的直线线路上的所有点，以及连接第二目标点和预设点的直线线路上的所有点，从而能够得到作业点与预设点之间的全局线路，如图2b所示。
[0050]
由此按照上述方式，能够在预设点和作业点之间进行全局规划，得到全局线路，以便基于该全局线路，采用相应的路径模式对矿区车辆的初始路径进行规划。
[0051]
203、根据所述全局线路和所述行驶路径的类型，确定所述行驶路径对应的整体方向，并基于所述行驶路径对应的整体方向，确定所述矿区车辆对应的第一目标路径模式。
[0052]
对于本发明实施例，在进行全局线路规划之后，需要根据全局线路和行驶路径的类型，确定本次采用的第一目标路径模式，针对该过程，步骤203具体包括：若所述行驶路径为入场路径，且所述作业点为终点，则根据所述全局线路中与所述终点相连接的前两段直线线路，确定所述入场路径对应的整体方向，并根据所述入场路径对应的整体方向，确定所述矿区车辆对应的第一目标路径模式，此时，第一目标路径模式的整体动作方向是朝向作业点的方向，例如lrlr_pnpn，rlrl_pnpn等；若所述行驶路径为出场路径，且所述作业点为起始点，则根据所述全局线路中与所述起始点相连接的前两段直线线路，确定所述出场路径对应的整体方向，并根据所述出场路径对应的整体方向，确定所述矿区车辆对应的第一目标路径模式，此时，第一目标路径模式的整体动作方向是从作业点出发的方向，例如lrl_pnp，rlr_pnp，rlrlr_pnpnp，lrlrl_pnpnp等。
[0053]
具体地，如果行驶路径为入场路径，作业点为终点，则需要获取全局线路中与终点相连接的前两段直线线路，之后根据与终点相连接的前两段直线线路，判定入场路径整体是从左侧到达终点，还是从右侧到达终点，图4a为路径整体在终点（起始点）左侧，图4b为路径整体在终点（起始点）右侧，如果入场路径整体从左侧到达终点，该第一目标路径模式具体可以为lrlr_pnpn，如图5a所示；如果入场路径整体从右侧到达终点，该第一目标路径模式具体可以为rlrl_pnpn。
[0054]
进一步地，如果行驶路径为出场路径，作业点为起始点，则需要获取全局线路中与起始点相连接的前两段直线线路，之后根据与起始点相连接的前两段直线线路，判定出场路径整体从起始点出发是向左侧行驶还是向右侧行驶，如果出场路径整体从起始点出发向左侧行驶，该第一目标路径模式具体可以为lrl_pnp或者lrlrl_pnpnp，如图5b所示；如果出场路径整体从起始点出发向右侧行驶，该第一目标路径模式具体可以为rlr_pnp或者rlrlr_pnpnp。由此按照上述方式能够根据全局线路和行驶路径的类型，确定矿区车辆对应的第一目标路径模式。
[0055]
204、基于所述第一目标路径模式进行初始路径规划，得到第一端点为所述作业点的初始路径。
[0056]
对于本发明实施例，在确定第一目标路径模式之后，需要利用第一目标路径模式对初始路径进行规划，该第一目标路径模式下的初始路径的第一端点（作业点）是已知的，现在需要根据该第一端点（作业点）的坐标信息，反推初始路径的第二端点，以便基于第一端点（作业点）的坐标信息和航向角，以及第二端点的坐标信息和航向角，确定初始路径上中间其他所有点。基于此，步骤204具体包括：根据所述作业点对应的坐标信息和航向角，确定所述第一端点对应的坐标信息和航向角；根据所述矿区车辆对应的最小转弯半径和最大曲率变化率，以及所述第一端点对应的坐标信息，计算第二端点侧曲线组合的圆心的坐标信息；设定所述第二端点对应的航向角，并基于所述第二端点侧曲线组合的圆心的坐标信息和所述第二端点对应的航向角，计算所述第二端点对应的坐标信息；基于所述第一端点对应的坐标信息和航向角，以及所述第二端点对应的坐标信息和航向角，计算所述第一目
标路径模式中包含的至少两个曲线组合上各点的坐标信息；根据所述第一目标路径模式中包含的至少两个曲线组合上各点的坐标信息，确定所述初始路径。
[0057]
进一步地，所述根据所述矿区车辆对应的最小转弯半径和最大曲率变化率，以及所述第一端点对应的坐标信息，计算第二端点侧曲线组合的圆心的坐标信息，包括：根据所述矿区车辆对应的最小转弯半径和最大曲率变化率，计算所述第一目标路径模式对应的距离阈值；根据所述距离阈值和所述第一目标路径模式对应的所述曲线组合的组合方式，确定所述初始路径上第一端点侧曲线组合和所述第二端点侧曲线组合之间的圆心距离；根据所述第一端点对应的坐标信息，计算所述第一端点侧曲线组合的圆心的坐标信息；根据所述第一端点侧曲线组合的圆心的坐标信息和所述圆心距离，确定所述第二端点侧曲线组合的圆心的坐标信息。
[0058]
具体地，第一目标路径模式中包含至少两个连续的曲线组合，该第一目标路径模式下的初始路径两端的曲线组合之间的圆心距离满足一定条件时，采用第一目标路径模式便可以成功规划初始路径，第一目标路径模式的组合方式不同，其对应的判定条件不同，如针对某些组合方式，当圆心距离大于距离阈值时，采用第一目标路径模式可以规划成功，或者当圆心距离小于距离阈值时，采用第一目标路径模式可以规划成功，还有一些组合方式，当圆心距离在[a,b]之间时，采用第一目标路径模式可以规划成功。其中，距离阈值可以根据矿区车辆对应的最小转弯半径和最大曲率变化率计算得到。
[0059]
进一步地，在已知第一目标路径模式的组合方式和距离阈值的情况，便可以设定初始路径两端的曲线组合（第一端点侧曲线组合和第二端点侧曲线组合）之间的圆心距离。之后根据第一端点（作业点）的坐标信息，计算第一端点侧曲线组合的圆心的坐标信息，接着可以以第一端点侧曲线组合的圆心为圆心，以计算的圆心距离为半径画圆，并在该圆上等间隔的取点，通过避障判断从选取的点中选择合适的点作为第二端点侧曲线组合的圆心。进一步地，根据实际经验设定第二端点对应的航向角，之后根据第二端点对应的航向角和第二端点侧曲线组合的圆心的坐标信息，计算第二端点对应的坐标信息。针对入场路径，第二端点为第二终点，如图6所示；针对出场路径，第二端点为第二起点。由此按照上述方式能够反推第一目标路径模式下初始路径对应的第二端点。
[0060]
进一步地，由于第一端点（预设点）对应的坐标信息和航向角，以及第二端点对应的坐标信息和航向角已知，因此可以计算出初始路径第一端点和第二端点之间各点的坐标信息，即第一目标路径模式中包含的至少两个曲线组合上各点的坐标信息。基于此，所述方法包括：根据所述第一端点对应的坐标信息和航向角、所述第二端点对应的坐标信息和航向角、所述第一目标路径模式对应的所述曲线组合的组合方式，计算所述第一目标路径模式中包含的每个曲线组合的两端点的航向角差值；根据所述第一端点对应的坐标信息、所述矿区车辆对应的最小转弯半径和最大曲率变化率、所述每个曲线组合的两端点的航向角差值，计算所述第一目标路径模式中包含的每个曲线组合分别对应的曲率变化率；根据所述矿区车辆对应的最小转弯半径，确定所述矿区车辆对应的最大曲率，并根据所述矿区车辆对应的最大曲率和最大曲率变化率，以及所述每个曲线组合的两端点的航向角差值，计算所述目标路径模式中包含的每个曲线组合的总长度；根据所述每个曲线组合的总长度、所述每个曲线组合分别对应的曲率变化率、所述第一端点对应的坐标信息，计算所述第一目标路径模式中包含的至少两个曲线组合上各点的坐标信息，从而能够确定第一目标路径
模式下的初始路径。
[0061]
具体地，本发明实施例仅以连接第一端点的曲线组合为例，说明计算曲线组合上各点的坐标信息的具体方法。可以理解的是，在计算得到连接第一端点的曲线组合上各点的坐标信息之后，即可得到该曲线组合终点的坐标信息，该终点的坐标信息作为与该曲线组合连接的下一条曲线组合的起始点，其计算方式与该曲线组合相同。具体地，在计算坐标信息时，可以首先从矿区车辆的出厂参数中获取矿区车辆对应的最小转弯半径和最大曲率变化率，之后针对曲线组合的两端点的航向角差值，根据起始点的坐标信息（对于与作业点连接的曲线组合来说，第一端点为起始点）、最小转弯半径、最大曲率变化率和曲线组合的两端点的航向角差值，按照如下的公式一计算该曲线组合的两端点的航向角差值对应的曲线组合的曲率变化率。率。
[0062]
（公式一）其中，σ为曲率变化率，cf(x) 和sf(x)为菲涅耳积分函数，δθ为航向角差值，r为目标圆的半径，该目标圆与最小转弯半径对应的圆同心且经过起始点，μ变量值是根据起始点的坐标信息、最小转弯半径和最大曲率变化率计算出来的。由此按照上述公式能够得到曲线组合的两端点的航向角差值对应的曲线组合的曲率变化率。
[0063]
其中，曲线组合具体可以为回旋曲线组合，该回旋曲线组合具体包括两种模式，一种模式包括两条回旋曲线和一条圆弧，另一种模式包括两条回旋曲线，不同模式的回旋曲线组合计算总长度的方式不同，因此在计算时需要通过航向角差阈值确定任意一个航行角差值对应的曲线组合属于哪种模式，以便采用相应的方式进行总长度的计算。其中，航向角差阈值具体可以根据最大曲率和最大曲率变化率计算，具体公式如公式二所示：（公式二）其中，δ
min
为航向角差阈值，ρ为最大曲率，σ
max
为最大曲率变化率。
[0064]
在计算出航向角差阈值之后，如果曲线组合的两端点的航向角差值大于该航向角差阈值，则确定该曲线组合包括两条回旋曲线和一条圆弧，针对这种组合模式，总长度的计算公式如公式三所示：算公式如公式三所示：算公式如公式三所示：（公式三）其中，l
clothoid
为单条回旋曲线的长度，l
arc
为圆弧的长度，ρ为最大曲率，σ
max
为最大
曲率变化率，δ
min
为航向角差阈值，δθ为航向角差值。由此按照上述公式能够计算出由两条回旋曲线和一条圆弧组成的回旋曲线组合的长度。
[0065]
进一步地，如果曲线组合的两端点的航向角差值小于或者等于航向角差阈值，则确定该曲线组合包括两条回旋曲线，针对这种组合模式，总长度的计算公式如公式四所示：确定该曲线组合包括两条回旋曲线，针对这种组合模式，总长度的计算公式如公式四所示：（公式四）其中，l
clothoid
为单条回旋曲线的长度，δθ为航向角差值，σ为曲率变化率。由此按照上述公式能够计算出由两条回旋曲线组成的回旋曲线组合的长度。
[0066]
进一步地，在计算出曲线组合的总长度之后，可以根据该总长度和曲率变化率，计算该条曲线组合上各点的坐标信息，针对该过程，作为一种可选实施方式，所述方法包括：确定所述航向角差值对应的曲线组合上各点之间的长度间隔，并根据所述长度间隔和所述总长度，确定所述航向角差值对应的曲线组合上各点与所述起始点之间的长度序列；根据所述曲线组合上各点与所述起始点之间的长度序列、所述起始点的坐标信息和所述曲率变化率，计算所述航向角差值对应的曲线组合上各点的坐标信息。在本实施例中，回旋曲线上任意点相对于起始点坐标信息的坐标计算公式如公式五所示。
[0067]
（公式五）其中，σ为曲率变化率，l为回旋曲线上任一点与起始点之间的长度，通过上述公式，可以计算得到回旋曲线上每个点的相对坐标值，进一步地，通过将该相对坐标值与起始点的坐标信息进行累加，即可得到回旋曲线上各点的绝对坐标值。此外，需要说明的是，本实施例也可以采用其他计算公式计算回旋曲线上各点的坐标信息，对于其他计算公式，本实施例不再一一列举。
[0068]
205、在所述初始路径对应的第二端点和所述预设点之间进行路径搜索，得到所述矿区车辆对应的剩余路径。
[0069]
对于本发明实施例，可以采用多种路径搜索算法规划第二端点和预设点之间的剩余路径，其中，路径搜索算法包括但不限于通用的a*算法、d*算法、lpa*算法、dijkstra算法、遗传算法、人工势场法，以及曲线组合搜索结合路径规划算法等等，本实施例以a*算法和曲线组合搜索结合路径规划算法具体说明剩余路径的规划过程。
[0070]
首先，以a*算法为例说明在第二端点和预设点之间进行路径搜索的过程，该方法具体包括：将所述第二端点和所述预设点中的其中一点作为搜索起点，另一点作为搜索终点，并确定与所述搜索起点相邻的各点；分别计算与所述搜索起点相邻的各点的代价估值；基于所述代价估值，从与所述搜索起点相邻的各点中筛选出第三目标点，并将所述第三目
标点加入至目标点集合中；将所述第三目标点作为新搜索起点，重复搜索过程，直至搜索到所述搜索终点；根据所述目标点集合中各个第三目标点分别对应的坐标信息，确定所述剩余路径。进一步地，所述分别计算与所述搜索起点相邻的各点的代价估值，包括：针对与所述搜索起点相邻的各点中的任意一点，计算从所述任意一点到达所述搜索起点所需的代价值；根据所述任意一点对应的坐标信息和所述搜索终点对应的坐标信息，计算所述任意一点与所述搜索终点之间的曼哈顿距离；基于所述曼哈顿距离和所述代价值，确定所述任意一点对应的代价估值。
[0071]
具体地，针对入场路径，第二端点为搜索终点，预设点为搜索起点；针对出场路径，第二端点为搜索起点，预设点为搜索终点。现以入场路径为例说明该搜索过程，首先确定与搜索起点（预设点）相邻的各点，计算相邻各点的代价估值，具体计算代价估值时，针对相邻的任意一点，可以分别计算从该点到搜索起点的代价值，以及该点与搜索终点（第二端点）之间的曼哈顿距离，并该代价值和曼哈顿距离相加，得到该点对应的代价估值。由此按照上述方式能够得到与搜索起点相邻的各点的代价估值，之后从相邻的各点中选择代价估值最小的一点加入至目标点集合中，并将其作为新搜索起点开启新一轮搜索，直至搜索至搜索终点，最终基于目标点集合中各点的坐标信息，确定剩余路径，如图7所示。
[0072]
其次，以曲线组合搜索结合路径规划算法为例说明在第二端点和预设点之间进行路径搜索的过程，该方法具体包括：将所述第二端点和所述预设点中的其中一点作为搜索起点，另一点作为搜索终点；从所述搜索起点出发，以预设的曲线组合为基本单元进行路径搜索，得到所述矿区车辆的搜索路径，其中，所述曲线组合的曲率连续且两端点的曲率为0；以所述搜索路径的末端点为新起始点，利用多种预设的路径模式尝试连接所述新起始点和所述搜索终点，得到可连接所述搜索终点的第二目标路径模式；确定所述第二目标路径模式下的连接路径，并根据所述连接路径和所述搜索路径，确定所述矿区车辆对应的剩余路径。
[0073]
进一步地，从所述搜索起点出发，以预设的曲线组合为基本单元进行路径搜索，得到所述矿区车辆的搜索路径，包括：确定在本次路径搜索过程中从所述搜索起点出发的多个曲线组合的两端点的航向角差序列；针对所述航向角差序列中的任意一个航向角差值，计算所述任意一个航向角差值对应的曲线组合上各点的坐标信息；根据所述任意一个航向角差值对应的曲线组合上各点的坐标信息，确定所述矿区车辆行驶时不会与地图边界接触，且不会与障碍物发生碰撞的目标曲线组合；根据所述目标曲线组合，确定所述矿区车辆对应的搜索路径。其中，计算任意一个航向角差值对应的曲线组合上各点的坐标信息的具体方法参见步骤204，在此不再过多赘述。
[0074]
进一步地，所述多种路径模式中的任意一种路径模式包括至少两个曲线组合，每个所述曲线组合具有相应的动作方向，所述利用多种预设的路径模式尝试连接所述新起始点和所述搜索终点，得到可连接所述搜索终点的第二目标路径模式，包括：根据所述至少两个曲线组合和每个所述曲线组合对应的动作方向的组合方式，判定采用所述任意一种路径模式是否可以连接所述新起始点和所述搜索终点；根据判定结果，从所述多种路径模式中确定可连接所述搜索终点的第二目标路径模式。
[0075]
进一步地，确定所述第二目标路径模式下的连接路径，包括：根据所述新起始点对应的航向角和坐标信息，以及所述搜索终点对应的航向角和坐标信息，计算所述第二目标
路径模式中包含的至少两个曲线组合上各点的坐标信息；根据所述第二目标路径模式中包含的至少两个曲线组合上各点的坐标信息，判定在所述第二目标路径模式下所述矿区车辆行驶时是否会与地图边界接触，以及是否会与障碍物发生碰撞；若所述矿区车辆行驶时不会与所述地图边界接触，且不会与所述障碍物发生碰撞，则根据所述第二目标路径模式中包含的至少两个曲线组合上各点的坐标信，确定所述第二目标路径模式下的连接路径。进一步地，如果该种搜索路径模式可以连接上新起点和第二端点，则确定该种搜索路径模式下的规划路径，并将其与目标曲线组合连接，得到预设点和第二端点之间的剩余路径。其中，计算第二目标路径模式中包含的至少两个曲线组合上各点的坐标信息的具体方法参见步骤204，在此不再过多赘述。
[0076]
具体地，对于入场路径，预设点为起点，从预设点向第二端点进行路径规划；对于出场路径，预设点为终点，从第二端点向预设点进行路径规划。本发明实施例以入场路径为例说明具体规划过程，出场路径的规划过程与此相同。首先，从预设点出发，以曲线组合为基本单元进行路径搜索，得到多个从预设点出发的曲线组合，其中，曲线组合的曲率连续且两端点的曲率为0，该曲线组合具体可以为回旋曲线组合或是其他曲率连续的曲线组合，其中，回旋曲线组合可以包括首尾相连的多条回旋曲线，或者包括回旋曲线和圆弧交替连接的多条回旋曲线和至少一个圆弧。在具体搜索时，由于每个曲线组合的方向均不同，且预设点的航向角已知，因此当任意一个曲线组合的两端点的航向角差值确定时，这条曲线组合末端点的航行角就确定了，从而能够确定这条曲线组合上各点的坐标信息。具体地，由于任意一个曲线组合的两端点的航向角差值在[-π,π]之间，因此可以根据该航向角差值的取值范围设定多个曲线曲线组合分别对应的航向角差值，如在[-π,π]之间每隔10度取一个航行角差值，从而生成航向角差序列，该航向角差序列中的每个航向角差值对应一个曲线组合，由于航向角差值确定了曲线组合基本就确定了，因此针对航向角差序列中的任意一个航向角差值，根据预设点的坐标信息和航行角、最小转弯半径、最大曲率变化率和任意一个航向角差值，可以计算出任意一个航向角差值对应的曲线组合上各点的坐标信息。由此按照上述路径搜索方式能够得到多个从预设点出发的曲线组合。
[0077]
进一步地，根据搜索到的多个曲线组合上各点的坐标信息，分别判定矿区车辆在多个曲线组合上行驶时是否会与地图边界接触，以及是否会与障碍物发生碰撞。根据判定结果，从多个曲线组合中筛选出矿区车辆行驶时不会与地图边界接触，且不会与障碍物发生碰撞的第二目标曲线组合。
[0078]
进一步地，以所述第二目标曲线组合的末端点为新起点，利用搜索路径模式尝试连接新起始点和第二端点。其中，规划剩余路径过程中的搜索路径模式包括至少两个曲线组合，每个曲线组合具有相应的动作方向，该动作方向包括直行、前进、后退、左转和右转。在连接的过程中，可以以曲线组合和直线为最小单元尝试连接新起点和第二端点。具体地，可以根据曲线组合c和/或直线s，以及曲线组合和/或直线对应的动作方向（前进p或者后退n），预先设定好搜索路径模式，例如，设定某种路径模式为csc_pnn，该种路径模式代表矿区车辆先向前转弯，之后向后直线，最后向后转弯；再例如，设定某种路径模式为ccc_pnn，该种路径模式代表矿区车辆矿区车辆先向前转弯，之后向后转弯，最后继续向后转弯；又例如，设定某种路径模式为ccscc_ppppn，该种路径模式代表矿区车辆先向前转弯，之后继续向前转弯，接着向前直线，向前转弯，最后向后转弯。在本实施例中，多种路径模式是根据实
际应用场景设定的，不同的应用场景对应的多种路径模式不同，这里对多种路径模式不做进一步限定。由此按照上述方式能够得到多种路径模式，在获取多种路径模式之后，针对每种路径模式，判定采用该种路径模式是否可以连接上新起始点和搜索终点，根据判定结果能够从多种路径模式中筛选出可连接搜索终点的第二目标路径模式。
[0079]
进一步地，在确定第二目标路径模式之后，通过计算第二目标路径模式中包含的曲线组合上各点的坐标信息和/或直线上各点的坐标信息，确定第二目标路径模式下的连接路径，如果存在多条连接路径，则选择一条路径最短，且矿区车辆行驶时不会与地图边界接触，也不会与障碍物发生碰撞的连接路径，并将其与搜索路径连接，最终得到矿区车辆对应的剩余路径。如果本次没有找到可连接终点的第一目标路径模式，则可以从新起始点出发，以曲线组合为基本单位继续进行下一次路径搜索。并将下次搜索得到的搜索路径的末端点作为新起始点，利用多种路径模式再次尝试连接新起始点和所述搜索终点，即在本发明实施例中，每次路径搜索之后均会采用多种路径模式尝试连接终点，如果不存在可连接终点的第二目标路径模式，则继续进行路径搜索。
[0080]
206、基于所述剩余路径和所述初始路径，确定所述矿区车辆对应的行驶路径。
[0081]
在具体应用场景，如果本次路径搜索失败，则需要继续在第二端点和预设点中间进行全局线路规划。基于此，所述方法包括：若未搜索到所述第二端点和所述预设点之间的剩余路径，则分别从所述第二端点和所述预设点出发继续进行直线扩展，得到剩余全局线路；分别确定所述剩余全局线路中的首段直线和最后一段直线；分别将首段直线上的各点和所述最后一段直线上的各点作为起点序列和终点序列；通过遍历所述起点序列中的各点和所述终点序列中的各点，进行路径搜索，直至路径搜索成功。
[0082]
具体地，按照步骤202中所述的方法，分别从第二端点和预设点出发进行直线扩展，得到剩余全局线路，如图8所示的入场路径的剩余全局线路。进一步地，确定剩余全局路径中的首尾两段直线线路，并将首段直线线路上的各点作为起点序列，最后一段直线线路上的各点作为终点序列，之后遍历起点序列和终点序列，继续进行路径搜索，如图9所示，只要起点序列和终点序列中的任意两点可以规划成功，便停止搜索，输出剩余路径。最终将该剩余路径与初始路径连接，得到矿区车辆对应的行驶路径。
[0083]
本发明实施例提供的另一种矿区车辆的行驶路径规划方法，针对狭窄作业区域的路径特点，本发明实施例可以直接根据狭窄作业区域的全局线路，采用相应的路径模式对初始路径进行规划，之后针对针对剩余空旷的作业区域在采用路径搜索的方式进行路径规划，因此相比于现有技术中多次搜索规划初始路径的方式，本发明实施例针对狭窄区域的路径规划效率更高，同时也增加了路径规划成功率。
[0084]
实施例三进一步地，作为图1的具体实现，本发明实施例提供了一种矿区车辆的行驶路径规划装置，如图10所示，所述装置包括：获取单元31、扩展单元32、规划单元33、搜索单元34和确定单元35。
[0085]
获取单元31，可以用于获取矿区车辆对应的作业点和预设点。
[0086]
扩展单元32，可以用于分别从所述作业点和所述预设点出发进行直线扩展，得到由多条直线构建的全局线路。
[0087]
规划单元33，可以用于根据所述全局线路，采用相应的路径模式进行初始路径规
划，得到第一端点为所述作业点的初始路径。
[0088]
搜索单元34，可以用于在所述初始路径对应的第二端点和所述预设点之间进行路径搜索，得到所述矿区车辆对应的剩余路径；确定单元35，用于基于所述剩余路径和所述初始路径，确定所述矿区车辆对应的行驶路径。
[0089]
在具体应用场景中，所述扩展单元32，如图11所示，包括：扩展模块321和第一确定模块322。所述扩展模块321，可以用于将所述作业点和所述预设点分别作为起点，沿所述作业点和所述预设点分别对应的航向角的方向直线扩展预设长度，得到所述作业点和所述预设点分别对应的初始扩展直线。所述扩展模块321，还可以用于将所述作业点和所述预设点分别对应的初始扩展直线的末端点作为新起始点进行直线扩展，得到所述作业点对应的第一目标扩展直线和所述预设点对应的第二目标扩展直线。所述第一确定模块322，可以用于重复直线扩展过程，直至第一目标扩展直线上的第一目标点与第二目标扩展直线上的第二目标点之间的距离小于预设距离，并根据连接所述第一目标点与所述作业点的直线线路，以及连接所述第二目标点与所述预设点的直线线路，确定所述全局线路。
[0090]
进一步地，所述扩展模块321，具体可以用于将所述作业点和所述预设点分别对应的初始扩展直线的末端点作为新起点沿垂直方向向两侧直线扩展预设长度，得到所述作业点和所述预设点分别对应的两条扩展直线；针对所述作业点对应的两条扩展直线，将所述矿区车辆行驶时不会与地图边界接触，且不会与障碍物发生碰撞的扩展直线确定为所述第一目标扩展直线；针对所述预设点对应的两条扩展直线，将所述矿区车辆行驶时不会与地图边界接触，且不会与障碍物发生碰撞的扩展直线确定为所述第二目标扩展直线。
[0091]
进一步地，所述第一确定模块322，具体可以用于根据所述第一目标扩展直线上各点的坐标信息和所述第二目标扩展直线上各点的坐标信息，确定所述第一目标扩展直线和所述第二目标扩展直线上距离最近的两个点，并将所述距离最近的两个点分别作为所述第一目标点和所述第二目标点；若所述第一目标点与所述第二目标点之间的距离小于所述预设距离，则停止直线扩展；若所述第一目标点与所述第二目标点之间的距离大于或者等于所述预设距离，则将所述第一目标扩展直线和所述第二目标扩展直线分别对应的末端点作为新起点继续进行直线扩展。
[0092]
在具体应用场景中，所述规划单元33，包括：第二确定模块331和规划模块332。所述第二确定模块331，可以用于根据所述全局线路和所述行驶路径的类型，确定所述行驶路径对应的整体方向，并基于所述行驶路径对应的整体方向，确定所述矿区车辆对应的第一目标路径模式。所述规划模块332，可以用于基于所述第一目标路径模式进行初始路径规划，得到第一端点为所述作业点的初始路径。
[0093]
进一步地，所述第二确定模块331，可以具体用于若所述行驶路径为入场路径，且所述作业点为终点，则根据所述全局线路中与所述终点相连接的前两段直线线路，确定所述入场路径对应的整体方向，并根据所述入场路径对应的整体方向，确定所述矿区车辆对应的第一目标路径模式；若所述行驶路径为出场路径，且所述作业点为起始点，则根据所述全局线路中与所述起始点相连接的前两段直线线路，确定所述出场路径对应的整体方向，并根据所述出场路径对应的整体方向，确定所述矿区车辆对应的第一目标路径模式。
[0094]
进一步地，所述规划模块332，包括：确定子模块和计算子模块。所述确定子模块，
可以用于根据所述作业点对应的坐标信息和航向角，确定所述第一端点对应的坐标信息和航向角。所述计算子模块，可以用于根据所述矿区车辆对应的最小转弯半径和最大曲率变化率，以及所述第一端点对应的坐标信息，计算第二端点侧曲线组合的圆心的坐标信息。所述计算子模块，还可以用于设定所述第二端点对应的航向角，并基于所述第二端点侧曲线组合的圆心的坐标信息和所述第二端点对应的航向角，计算所述第二端点对应的坐标信息。所述计算子模块，还可以用于基于所述第一端点对应的坐标信息和航向角，以及所述第二端点对应的坐标信息和航向角，计算所述第一目标路径模式中包含的至少两个曲线组合上各点的坐标信息。所述确定子模块，还可以用于根据所述第一目标路径模式中包含的至少两个曲线组合上各点的坐标信息，确定所述初始路径。
[0095]
进一步地，所述计算子模块，可以具体用于根据所述矿区车辆对应的最小转弯半径和最大曲率变化率，计算所述第一目标路径模式对应的距离阈值；根据所述距离阈值和所述第一目标路径模式对应的组合方式，确定所述初始路径上第一端点侧曲线组合和所述第二端点侧曲线组合之间的圆心距离；根据所述第一端点对应的坐标信息，计算所述第一端点侧曲线组合的圆心的坐标信息；根据所述第一端点侧曲线组合的圆心的坐标信息和所述圆心距离，确定所述第二端点侧曲线组合的圆心的坐标信息。
[0096]
进一步地，所述计算子模块，可以具体用于根据所述第一端点对应的坐标信息和航向角、所述第二端点对应的坐标信息和航向角、所述第一目标路径模式对应的所述曲线组合的组合方式，计算所述第一目标路径模式中包含的每个曲线组合的两端点的航向角差值；根据所述第一端点对应的坐标信息、所述矿区车辆对应的最小转弯半径和最大曲率变化率、所述每个曲线组合的两端点的航向角差值，计算所述第一目标路径模式中包含的每个曲线组合分别对应的曲率变化率；根据所述矿区车辆对应的最小转弯半径，确定所述矿区车辆对应的最大曲率，并根据所述矿区车辆对应的最大曲率和最大曲率变化率，以及所述每个曲线组合的两端点的航向角差值，计算所述目标路径模式中包含的每个曲线组合的总长度；根据所述每个曲线组合的总长度、所述每个曲线组合分别对应的曲率变化率、所述第一端点对应的坐标信息，计算所述第一目标路径模式中包含的至少两个曲线组合上各点的坐标信息。
[0097]
在具体应用场景，所述搜索单元34，可以具体用于将所述第二端点和所述预设点中的其中一点作为搜索起点，另一点作为搜索终点；从所述搜索起点出发，以预设的曲线组合为基本单元进行路径搜索，得到所述矿区车辆的搜索路径，其中，所述曲线组合的曲率连续且两端点的曲率为0；以所述搜索路径的末端点为新起始点，利用多种预设的路径模式尝试连接所述新起始点和所述搜索终点，得到可连接所述搜索终点的第二目标路径模式；确定所述第二目标路径模式下的连接路径，并根据所述连接路径和所述搜索路径，确定所述矿区车辆对应的剩余路径。
[0098]
在具体应用场景，所述搜索单元34，可以具体用于确定在本次路径搜索过程中从所述搜索起点出发的多个曲线组合的两端点的航向角差序列；针对所述航向角差序列中的任意一个航向角差值，计算所述任意一个航向角差值对应的曲线组合上各点的坐标信息；根据所述任意一个航向角差值对应的曲线组合上各点的坐标信息，确定所述矿区车辆行驶时不会与地图边界接触，且不会与障碍物发生碰撞的目标曲线组合；根据所述目标曲线组合，确定所述矿区车辆对应的搜索路径。
[0099]
在具体应用场景，所述搜索单元34，可以具体用于根据所述至少两个曲线组合和每个所述曲线组合对应的动作方向的组合方式，判定采用所述任意一种路径模式是否可以连接所述新起始点和所述搜索终点；根据判定结果，从所述多种路径模式中确定可连接所述搜索终点的第二目标路径模式。
[0100]
在具体应用场景，所述搜索单元34，可以具体用于根据所述新起始点对应的航向角和坐标信息，以及所述搜索终点对应的航向角和坐标信息，计算所述第二目标路径模式中包含的至少两个曲线组合上各点的坐标信息；根据所述第二目标路径模式中包含的至少两个曲线组合上各点的坐标信息，判定在所述第二目标路径模式下所述矿区车辆行驶时是否会与地图边界接触，以及是否会与障碍物发生碰撞；若所述矿区车辆行驶时不会与所述地图边界接触，且不会与所述障碍物发生碰撞，则根据所述第二目标路径模式中包含的至少两个曲线组合上各点的坐标信息，确定所述第二目标路径模式下的连接路径。
[0101]
在具体应用场景，所述搜索单元34，包括：第三确定模块341、计算模块342、筛选模块343和搜索模块344。所述第三确定模块341，可以用于将所述第二端点和所述预设点中的其中一点作为搜索起点，另一点作为搜索终点，并确定与所述搜索起点相邻的各点。所述计算模块342，可以用于分别计算与所述搜索起点相邻的各点的代价估值。所述筛选模块343，可以用于基于所述代价估值，从与所述搜索起点相邻的各点中筛选出第三目标点，并将所述第三目标点加入至目标点集合中。所述搜索模块344，可以用于将所述第三目标点作为新搜索起点，重复搜索过程，直至搜索到所述搜索终点。所述第三确定模块341，还可以用于根据所述目标点集合中各个第三目标点分别对应的坐标信息，确定所述剩余路径。
[0102]
进一步地，所述计算模块342，可以具体用于针对与所述搜索起点相邻的各点中的任意一点，计算从所述任意一点到达所述搜索起点所需的代价值；根据所述任意一点对应的坐标信息和所述搜索终点对应的坐标信息，计算所述任意一点与所述搜索终点之间的曼哈顿距离；基于所述曼哈顿距离和所述代价值，确定所述任意一点对应的代价估值。
[0103]
进一步地，所述扩展单元32，还可以用于若未搜索到所述第二端点和所述预设点之间的剩余路径，则分别从所述第二端点和所述预设点出发继续进行直线扩展，得到剩余全局线路。所述确定单元35，还可以用于分别确定所述剩余全局线路中的首段直线和最后一段直线。所述确定单元35，还可以用于分别将首段直线上的各点和所述最后一段直线上的各点作为起点序列和终点序列。所述搜索单元34，还可以用于通过遍历所述起点序列中的各点和所述终点序列中的各点，进行路径搜索，直至路径搜索成功。
[0104]
进一步地，所述装置还包括：判定单元36。所述获取单元31，还可以用于获取所述矿区车辆对应的长度和宽度，以及地图边界的坐标信息和障碍物的坐标信息。所述确定单元35，还可以用于分别将所述作业点对应的坐标信息和所述预设点对应的坐标信息作为所述矿区车辆的中心点的坐标信息。所述确定单元35，还可以用于基于所述矿区车辆的中心点的坐标信息，以及所述矿区车辆对应的长度和宽度，分别确定所述矿区车辆位于所述作业点和所述预设点时车辆边界的坐标信息。所述判定单元36，可以用于基于所述车辆边界的坐标信息，所述地图边界的坐标信息和所述障碍的坐标信息，分别判定所述矿区车辆位于所述作业点或者所述预设点时是否会与所述地图边界接触，以及是否会与所述障碍物发生碰撞。所述扩展单元32，还可以用于若所述矿区车辆不会与所述地图边界接触，且不会与所述障碍物发生碰撞，则分别从所述作业点和所述预设点出发进行直线扩展，得到由多条
直线构建的全局线路。
[0105]
需要说明的是，本发明实施例提供的一种矿区车辆的行驶路径规划装置所涉及各功能模块的其他相应描述，可以参考图1所示方法的对应描述，在此不再赘述。
[0106]
实施例四基于上述如图1所示方法，相应的，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，如图12所示，存储器720上存储有计算机程序，该计算机程序位于程序代码空间730，该程序731被处理器710执行时实现实施例一和实施例二所述的方法步骤。实施例一和实施例二中已经对矿区车辆的行驶路径规划方法进行了详细的描述，在此不再赘述。
[0107]
上述实施例中描述的方法可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质，还可以包括任何可以将计算机程序从一个地方传送到另一个地方的介质。存储介质可以是可由计算机访问的任何目标介质。
[0108]
作为一种可能的设计，计算机可读介质可以包括紧凑型光盘只读储存器(compact disc read-only memory，cd-rom)、ram、rom、eeprom或其它光盘存储器；计算机可读介质可以包括磁盘存储器或其它磁盘存储设备。而且，任何连接线也可以被适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、dsl或无线技术(如红外，无线电和微 波)从网站、服务器或其它远程源传输软件，则同轴电缆、光纤电缆、双绞线、dsl或诸如红外、无线电和微波之类的无线技术包括在介质的定义中。如本文所使用的磁盘和光盘包括 光盘(cd)，激光盘，光盘，数字通用光盘(digital versatile disc，dvd)，软盘和蓝光盘，其中磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘利用激光光学地再现数据。
[0109]
实施例五本发明实施例还提供了一种计算机设备的实体结构图，如图13所示，该计算机设备包括：处理器41、存储器42、及存储在存储器42上并可在处理器上运行的计算机程序，其中存储器42和处理器41均设置在总线43上所述处理器41执行所述程序时实现实施例一和实施例二所述的方法步骤。
[0110]
针对狭窄作业区域的路径特点，本发明可以直接根据狭窄作业区域的全局线路，采用相应的路径模式对初始路径进行规划，之后针对针对剩余空旷的作业区域在采用路径搜索的方式进行路径规划，因此相比于现有技术中多次搜索规划初始路径的方式，本发明针对狭窄区域的路径规划效率更高，同时也增加了路径规划成功率。
[0111]
实施例六图14为本发明实施例提供的一种芯片的结构示意图，如图14所示，芯片500包括一个或两个以上(包括两个)处理器510和通信接口530。 所述通信接口530和所述至少一个处理器510耦合，所述至少一个处理器510用于运行计算机程序或指令，以实现如实施例一和实施例二所述的矿区车辆的行驶路径规划方法。
[0112]
优选地，存储器540存储了如下的元素：可执行模块或者数据结构，或者他们的子集，或者他们的扩展集。
[0113]
本发明实施例中，存储器540可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器510提供指令和数据。存储器540的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器(non-volatile random access memory，nvram)。
[0114]
本发明实施例中，存储器540、通信接口530以及存储器540通过总线系统520 耦合在一起。其中，总线系统520除包括数据总线之外，还可以包括电源总线、控制总线和 状态信号总线等。为了便于描述，在图14中将各种总线都标为总线系统520。
[0115]
上述本技术实施例描述的方法可以应用于处理器510中，或者由处理器510实现。处理器510可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器510中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器510可以是通用处理器(例如，微处理器或常规处理器)、数字信号处理器(digital signal processing，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门、晶体管逻辑器件或分立硬件组件，处理器510可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。
[0116]
实施例七图15为本发明实施例提供的一种终端的结构示意图，如图15所示，终端600包括上述矿区车辆的行驶路径规划装置100。
[0117]
上述终端600可以通过矿区车辆的行驶路径规划装置100执行上述实施例所描述的方法。可以理解，终端600对矿区车辆的行驶路径规划装置100进行控制的实现方式，可以根据实际应用场景设定，本技术实施例不作具体限定。
[0118]
所述终端600包括但不限于：车辆、车载终端、车载控制器、车载模块、车载模组、车载部件、车载芯片、车载单元、车载雷达或车载摄像头等其他传感器，车辆可通过该车载终端、车载控制器、车载模块、车载模组、车载部件、车载芯片、车载单元、车载雷达或摄像头，实施本技术提供的方法。
[0119]
本发明实施例中的终端作为一种执行非电变量的控制或调整系统，可以在狭窄的作业区域对矿区车辆的行驶路径进行规划，从而能够提高矿区车辆行驶路径的规划效率。
[0120]
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
[0121]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。