支持多地图的路径搜索方法和系统.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010018352.5 (22)申请日 2020.01.08 (71)申请人 浙江光珀智能科技有限公司 地址 323000 浙江省丽水市莲都区南明山 街道石牛路268号1幢B座303-5室 (72)发明人 哈融厚余小欢陈嵩白云峰 杨建松 (74)专利代理机构 杭州钤韬知识产权代理事务 所(普通合伙) 33329 代理人 唐灵赵杰香 (51)Int.Cl. G01C 21/20(2006.01) (54)发明名称 一种支持多地图的路径搜索方法和系统 (57)摘要 本发明公开了。

2、一种支持多地图的路径搜索 系统， 包括： 地图预处理模块、 节点图生成模块、 路径优化模块、 地图切换模块； 本发明还公开了 一种支持多地图的路径搜索方法， 通过本发明解 决了在面积过大或者多楼层的场景中， 机器人等 设备的路径规划面临多张地图的切换、 以及按照 传统方法进行全局搜索时间花费过长的问题， 提 出了一种高效的、 可自动在多张地图间切换、 且 通过动态分辨率进行路径搜索的办法， 实现快 速、 低占用的路径搜索方法。 权利要求书3页 说明书9页 附图1页 CN 111157006 A 2020.05.15 CN 111157006 A 1.一种支持多地图的路径搜索方法， 其特征在于，。

3、 包括以下步骤： 通过边缘检测和多层优化算法， 获取地图上的路径的节点， 以及各节点间的连接关系； 根据所述路径的节点以及节点间的连接关系， 生成节点图； 以及根据预设不同分辨率对地图进行逐层搜索， 生成低分辨率对应的低精度路径， 并 通过不断提高所述预设分辨率进行路径优化， 生成高精度路径， 所述高精度路径对应较高 的搜索分辨率； 分析所述低精度路径和高精度路径上的地图集合， 进行地图切换顺序和到达时间预 估， 并生成过渡区域， 当目标点到达所述目标区域时， 切换地图。 2.如权利要求1所述的一种支持多地图路径搜索方法， 其特征在于， 根据所述路径的节 点以及节点间的连接关系， 生成节点图，。

4、 包括： 读取地图信息文档， 对预先采集的点云地图或栅格地图进行分析， 获取包含多个地图 的地图信息； 将所述地图信息转化为初步节点图； 根据所述地图信息， 分析多个地图之间的相对位置关系及地图原点所代表的坐标系间 的绝对位置关系； 根据相对位置关系、 绝对位置关系和节点图， 将所有地图的节点的相对位置关系、 绝对 位置关系和节点图关联， 生成包括所有地图的最终节点图。 3.如权利要求2所述的一种支持多地图的路径搜索方法， 其特征在于， 根据预设不同分 辨率对地图进行逐层搜索， 生成低分辨率对应的低分辨率路径， 并通过不断提高所述预设 分辨率进行路径优化， 生成高精度路径， 包括： 设置初始的。

5、搜索分辨率； 在根据所述初始的搜索分辨率进行节点搜索， 并根据目标点的当前位置， 在所述节点 图中搜索， 生成初始路径； 当所述初始路径生成成功时， 获取路径信息， 所述路径信息包括占用地图数量、 路径距 离和节点数； 否则当所述初始路径生成失败时， 将相邻地图作为搜索候选； 根据路径距离、 节点数和占用地图数量进行动态分辨率调整， 以较高的分辨率进行路 径优化， 获得高精度路径。 4.如权利要求3所述的一种支持多地图的路径搜索方法， 其特征在于， 所述方法还包 括： 通过预定的发布协议和数据格式将路径信息发布。 5.如权利要求1所述的一种支持多地图的路径搜索方法， 其特征在于， 分析所述低精。

6、度 路径和高精度路径上的地图集合， 进行地图切换顺序和到达时间预估， 并生成过渡区域， 当 目标点到达所述目标区域时， 切换地图具体包括： 分析路径上的地图集合， 将有序路径点进行优化整理， 加载地图信息、 节点信息以及路 径信息； 通过路径信息和节点信息计算出地图切换的顺序， 通过路径预估行驶速度， 计算到达 中间节点的预计时间； 生成过渡区域， 所述过渡区域根据地图切换顺序和目标点位置， 比所述预计时间提前 生成； 权利要求书 1/3 页 2 CN 111157006 A 2 根据当前位置判断是否到达过渡区域， 以及在到达过渡区域前后的地图是否有效； 切换地图， 根据过渡区域反馈的状态和切。

7、换执行指令进行地图的切换。 6.一种支持多地图的路径搜索系统， 其特征在于， 包括： 地图预处理模块， 用于通过边缘检测和多层优化算法， 获取地图上的路径的节点， 以及 各节点间的连接关系； 节点图生成模块， 用于根据所述路径的节点以及节点间的连接关系， 生成节点图； 以及路径优化模块， 用于根据预设不同分辨率对地图进行逐层搜索， 生成低分辨率对 应的低精度路径， 并通过不断提高所述预设分辨率进行路径优化， 生成高精度路径， 所述高 精度路径对应较高的搜索分辨率； 地图切换模块， 用于分析所述低精度路径和高精度路径上的地图集合， 进行地图切换 顺序和到达时间预估， 并生成过渡区域， 当目标点到。

8、达所述目标区域时， 切换地图。 7.如权利要求6所述的一种支持多地图的路径搜索系统， 其特征在于， 所述节点图生成 模块包括： 地图信息分析单元， 用于读取地图信息文档， 对预先采集的点云地图或栅格地图进行 分析， 获取包含多个地图的地图信息； 地图信息转化单元， 用于将所述地图信息转化为初步节点图； 地图区域分割单元， 用于根据所述地图信息， 分析多个地图之间的相对位置关系及地 图原点所代表的坐标系间的绝对位置关系； 生成单元， 用于根据相对位置关系、 绝对位置关系和节点图， 将所有地图的节点的相对 位置关系、 绝对位置关系和节点图关联， 生成包括所有地图的最终节点图。 8.如权利要求6所述。

9、的一种支持多地图的路径搜索系统， 其特征在于， 所述路径优化模 块包括： 设置单元， 用于设置初始的搜索分辨率； 初始路径生成单元， 用于在根据所述初始的搜索分辨率进行节点搜索， 并根据目标点 的当前位置， 在所述节点图中搜索， 生成初始路径； 路径信息获取单元， 用于当所述初始路径生成成功时， 获取路径信息， 所述路径信息包 括占用地图数量、 路径距离和节点数； 否则当所述初始路径生成失败时， 将相邻地图作为搜 索候选； 路径优化单元， 用于根据路径距离、 节点数和占用地图数量进行动态分辨率调整， 以较 高的分辨率进行路径优化， 获得高精度路径。 9.如权利要求8所述的一种支持多地图的路径搜。

10、索系统， 其特征在于， 所述路径优化模 块还包括： 发布单元， 用于通过预定的发布协议和数据格式将路径信息发布。 10.如权利要求6所述的一种支持多地图的路径搜索系统， 其特征在于， 所述地图切换 模块包括： 加载单元， 用于分析路径上的地图集合， 将有序路径点进行优化整理， 加载地图信息、 节点信息以及路径信息； 预估单元， 用于通过路径信息和节点信息计算出地图切换的顺序， 通过路径预估行驶 速度， 计算到达中间节点的预计时间； 权利要求书 2/3 页 3 CN 111157006 A 3 过渡区域生成单元， 用于生成过渡区域， 所述过渡区域根据地图切换顺序和目标点位 置， 比所述预计时间提。

11、前生成； 判断单元， 用于根据当前位置判断是否到达过渡区域， 以及在到达过渡区域前后的地 图是否有效； 地图切换单元， 用于根据过渡区域反馈的状态和切换执行指令进行地图的切换。 权利要求书 3/3 页 4 CN 111157006 A 4 一种支持多地图的路径搜索方法和系统 技术领域 0001 本发明涉及移动移动机器人和无人车辆领域， 特别是用于仓库等场景下移动移动 机器人和无人车辆的一种支持多地图的路径搜索方法和系统。 背景技术 0002 搜索算法是在地图上通过当前位置逐步进行网状扩散搜索直到目标点,不同算法 的搜索方式不同,并且会根据不同策略选取最终的路径。 现有路径搜索方案基本上是在戴 。

12、克斯特拉算法(Dijkstra)或A星算法(Astar)的基础上进行优化改编， 采取逐步扩散通过搜 索地图的每一个栅格的方式， 如遇到多地图则规划至预先设定的地图交界之后再进行下一 段规划， 或采取预先人工设定路径， 在进行搜索时通常只是在预设线路间进行选择。 0003 而在实际应用中， 若使用的地图越大， 则需要搜索的栅格越多， 速度越慢， 通过地 图进行搜索的效率将会相应降低， 而且保存和加载大地图对于上位机的要求也会相应增 加； 而通过地图交界作为规划的局部终点， 在到达后再进行下一段规划， 会使得整个规划不 连贯， 在全局层面也不能很好的获取每一个路径点的信息。 虽然使用预先设定的路径。

13、， 虽然 会避开这些问题， 但前期则需要大量的人工准备工作。 发明内容 0004 本发明提出了一种支持多地图的路径搜索方法和系统， 主要解决在面积过大或者 多楼层的场景中， 机器人等设备的路径规划面临多张地图的切换、 以及按照传统方法进行 全局搜索时间花费过长的问题， 提出一种高效的、 可自动在多张地图间切换、 且通过动态分 辨率进行路径搜索的办法， 实现快速、 低占用的路径搜索方法。 0005 为了实现本发明的前述发明目的， 本发明实施例提供一种支持多地图的路径搜索 方法， 包括以下步骤： 0006 通过边缘检测和多层优化算法， 获取地图上的路径的节点， 以及各节点间的连接 关系； 0007。

14、 根据所述路径的节点以及节点间的连接关系， 生成节点图； 0008 以及根据预设不同分辨率对地图进行逐层搜索， 生成低分辨率对应的低精度路 径， 并通过不断提高所述预设分辨率进行路径优化， 生成高精度路径， 所述高精度路径对应 较高的搜索分辨率； 0009 分析所述低精度路径和高精度路径上的地图集合， 进行地图切换顺序和到达时间 预估， 并生成过渡区域， 当目标点到达所述目标区域时， 切换地图。 0010 进一步地， 根据所述路径的节点以及节点间的连接关系， 生成节点图， 包括： 0011 读取地图信息文档， 对预先采集的点云地图或栅格地图进行分析， 获取包含多个 地图的地图信息； 0012 。

15、将所述地图信息转化为初步节点图； 0013 根据所述地图信息， 分析多个地图之间的相对位置关系及地图原点所代表的坐标 说明书 1/9 页 5 CN 111157006 A 5 系间的绝对位置关系； 0014 根据相对位置关系、 绝对位置关系和节点图， 将所有地图的节点的相对位置关系、 绝对位置关系和节点图关联， 生成包括所有地图的最终节点图。 0015 进一步地， 根据预设不同分辨率对地图进行逐层搜索， 生成低分辨率对应的低分 辨率路径， 并通过不断提高所述预设分辨率进行路径优化， 生成高精度路径， 包括： 0016 设置初始的搜索分辨率； 0017 在根据所述初始的搜索分辨率进行节点搜索， 。

16、并根据目标点的当前位置， 在所述 节点图中搜索， 生成初始路径； 0018 当所述初始路径生成成功时， 获取路径信息， 所述路径信息包括占用地图数量、 路 径距离和节点数； 否则当所述初始路径生成失败时， 将相邻地图作为搜索候选； 0019 根据路径距离、 节点数和占用地图数量进行动态分辨率调整， 以较高的分辨率进 行路径优化， 获得高精度路径。 0020 进一步地， 所述方法还包括： 0021 通过预定的发布协议和数据格式将路径信息发布。 0022 进一步地， 分析所述低精度路径和高精度路径上的地图集合， 进行地图切换顺序 和到达时间预估， 并生成过渡区域， 当目标点到达所述目标区域时， 切。

17、换地图具体包括： 0023 分析路径上的地图集合， 将有序路径点进行优化整理， 加载地图信息、 节点信息以 及路径信息； 0024 通过路径信息和节点信息计算出地图切换的顺序， 通过路径预估行驶速度， 计算 到达中间节点的预计时间； 0025 生成过渡区域， 所述过渡区域根据地图切换顺序和目标点位置， 比所述预计时间 提前生成； 0026 根据当前位置判断是否到达过渡区域， 以及在到达过渡区域前后的地图是否有 效； 0027 切换地图， 根据过渡区域反馈的状态和切换执行指令进行地图的切换。 0028 为了实现本发明的前述发明目的， 本发明实施例提供一种支持多地图的路径搜索 系统， 包括： 00。

18、29 地图预处理模块， 用于通过边缘检测和多层优化算法， 获取地图上的路径的节点， 以及各节点间的连接关系； 0030 节点图生成模块， 用于根据所述路径的节点以及节点间的连接关系， 生成节点图； 0031 以及路径优化模块， 用于根据预设不同分辨率对地图进行逐层搜索， 生成低分辨 率对应的低精度路径， 并通过不断提高所述预设分辨率进行路径优化， 生成高精度路径， 所 述高精度路径对应较高的搜索分辨率； 0032 地图切换模块， 用于分析所述低精度路径和高精度路径上的地图集合， 进行地图 切换顺序和到达时间预估， 并生成过渡区域， 当目标点到达所述目标区域时， 切换地图。 0033 进一步地，。

19、 所述节点图生成模块包括： 0034 地图信息分析单元， 用于读取地图信息文档， 对预先采集的点云地图或栅格地图 进行分析， 获取包含多个地图的地图信息； 0035 地图信息转化单元， 用于将所述地图信息转化为初步节点图； 说明书 2/9 页 6 CN 111157006 A 6 0036 地图区域分割单元， 用于根据所述地图信息， 分析多个地图之间的相对位置关系 及地图原点所代表的坐标系间的绝对位置关系； 0037 生成单元， 用于根据相对位置关系、 绝对位置关系和节点图， 将所有地图的节点的 相对位置关系、 绝对位置关系和节点图关联， 生成包括所有地图的最终节点图。 0038 进一步地， 。

20、所述路径优化模块包括： 0039 设置单元， 用于设置初始的搜索分辨率； 0040 初始路径生成单元， 用于在根据所述初始的搜索分辨率进行节点搜索， 并根据目 标点的当前位置， 在所述节点图中搜索， 生成初始路径； 0041 路径信息获取单元， 用于当所述初始路径生成成功时， 获取路径信息， 所述路径信 息包括占用地图数量、 路径距离和节点数； 否则当所述初始路径生成失败时， 将相邻地图作 为搜索候选； 0042 路径优化单元， 用于根据路径距离、 节点数和占用地图数量进行动态分辨率调整， 以较高的分辨率进行路径优化， 获得高精度路径。 0043 进一步地， 所述路径优化模块还包括： 0044。

21、 发布单元， 用于通过预定的发布协议和数据格式将路径信息发布。 0045 进一步地， 所述地图切换模块包括： 0046 加载单元， 用于分析路径上的地图集合， 将有序路径点进行优化整理， 加载地图信 息、 节点信息以及路径信息； 0047 预估单元， 用于通过路径信息和节点信息计算出地图切换的顺序， 通过路径预估 行驶速度， 计算到达中间节点的预计时间； 0048 过渡区域生成单元， 用于生成过渡区域， 所述过渡区域根据地图切换顺序和目标 点位置， 比所述预计时间提前生成； 0049 判断单元， 用于根据当前位置判断是否到达过渡区域， 以及在到达过渡区域前后 的地图是否有效； 0050 地图切。

22、换单元， 用于根据过渡区域反馈的状态和切换执行指令进行地图的切换。 0051 通过本发明提供的一种支持多地图的路径搜索方法和系统， 能够带来以下有益效 果： 0052 1.通过使用不同分辨率进行逐层搜索， 不断的通过提高分辨率进行高精度规划， 实现快速、 低占用的路径搜索。 0053 2.通过判断地图加载状态和机器人位置， 不断自主生成的过渡节点， 保证了在加 载地图时规划路径的连续性。 0054 3.解决了在多张地图切换时的不连贯问题， 同时减少预设交界区域的额外工作 量， 可在多张地图间进行高效的自动切换。 附图说明 0055 下面将以明确易懂的方式， 结合附图说明优选实施方式， 对本发明。

23、的主要特性、 技 术特征、 优点及其实现方式予以进一步说明。 0056 图1是本发明一个实施例的一种支持多地图的路径搜索方法的流程图； 0057 图2是本发明一个实施例的一种支持多地图的路径搜索系统的结构图。 说明书 3/9 页 7 CN 111157006 A 7 0058 附图标号说明： 0059 01.地图预处理模块、 02.节点图生成模块、 03.路径优化模块、 0060 04.地图切换模块。 具体实施方式 0061 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对照附图说明 本发明的具体实施方式。 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例， 对于 本领域普。

24、通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他 的附图， 并获得其他的实施方式。 0062 为使图面简洁， 各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分， 它们并不代表 其作为产品的实际结构。 另外， 以使图面简洁便于理解， 在有些图中具有相同结构或功能的 部件， 仅示意性地绘示了其中的一个， 或仅标出了其中的一个。 在本文中，“一个” 不仅表示 “仅此一个” ， 也可以表示 “多于一个” 的情形。 0063 流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为， 表示包括 一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、 片段或部 分，。

25、 并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现， 其中可以不按所示出或讨论的顺 序， 包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序， 来执行功能， 这应被本发明 的实施例所属技术领域的技术人员所理解。 0064 图1是本发明一个实施例的一种支持多地图的路径搜索方法的流程图， 包括步骤： 0065 S1.通过边缘检测和多层优化算法， 获取地图上的路径的节点， 以及各节点间的连 接关系； 0066 S2.根据所述路径的节点以及节点间的连接关系， 生成节点图； 0067 S3.以及根据预设不同分辨率对地图进行逐层搜索， 生成低分辨率对应的低精度 路径， 并通过不断提高所述预设分辨率进行路径优化。

26、， 生成高精度路径， 所述高精度路径对 应较高的搜索分辨率； 0068 S4.分析所述低精度路径和高精度路径上的地图集合， 进行地图切换顺序和到达 时间预估， 并生成过渡区域， 当目标点到达所述目标区域时， 切换地图。 0069 本发明实施例所提出的一种支持多地图的路径搜索方法， 能更好的实现大地图的 全局规划， 在快速、 低占用的情况下， 完成全局的规划以及细化到每一个路径点信息； 同时 解决在多张地图切换时的不连贯和减少预设交界区域的额外工作量， 并且能自动的对每张 地图进行有效的处理。 0070 具体地， 所述S2步骤包括： 0071 S21读取地图信息文档， 对预先采集的点云地图或栅格。

27、地图进行分析， 获取包含多 个地图的地图信息。 0072 所述点云为由点组成的数据集， 点包含了坐标位置信息， 也可能包括颜色， 强度， 分类等其他信息， 坐标信息既可以是二维的也可以是三维的； 所述点云地图用于使用点云 对实际场景进行等比例的重建， 将实际环境信息数字化； 所述栅格地图用于将地图以一定 的分辨率细分为连续密集的栅格， 每一个栅格根据地图障碍物信息， 以概率标注， 每个栅格 包含在地图中的行列坐标以及障碍物概率值。 说明书 4/9 页 8 CN 111157006 A 8 0073 所提到的读取地图信息文档具体为: 0074 首先在制定范围内对搜索地图文件， 在此步骤中主要为本。

28、发明的算法提供原始的 基础数据， 包括制作地图时的分辨率， 地图原点， 每张的地图尺寸， 以及地图数量； 通过每张 地图的原点及其分辨率， 可以将所有地图转化为统一坐标系下， 并建立地图之间的关联信 息。 公式1为地图画布坐标系和真实环境坐标系之间的转化方程。 0075 PrealPpixle*R+Pshift (公式1) 0076 P代表点,右下标real为真实坐标系,pixle为画布坐标系,shift代表地图原点在 真实坐标系下的位置.R是地图分辨率。 0077 S22.将所述地图信息转化为初步节点图； 0078 所述节点图由若干节点和这些节点之间相互连接的线段所组成， 用于通过图形描 述。

29、节点的位置以及相互关系。 0079 本发明转化节点图的步骤主要分别节点的提取和连接两部分： 0080 首先对地图节点的识别是通过对每张地图进行灰度化处理， 处理方法基于公式2。 0081 Gray(x， y)0.299*Red(x， y)+0.587*Green(x， y)+0.114*Blue(x， y) (公式2) 0082 X,Y为像素点在图中所对应的列数和行数， Gray为最后生成的灰色单通道图像， Red， Green， Blue为原始图像中红绿蓝的三个通道。 在灰度图中通过每个相邻像素间灰度值 的变化， 找到边界点拟合为若干一次函数， 可以粗略的得到地图中的道路边界线。 在所找到 。

30、的道路边界中进行第一层筛选， 将斜率和截距属于一定阈值内的边界线合为一条， 此时的 边界将相对整齐连续， 再进行第二层筛选。 将斜率相近， 截距在新阈值范围内的线合并为一 条代表道路的线。 经过筛选后的道路相互进行比较， 计算两个线所代表的一次函数出节点， 作为候选节点。 0083 第二部分为判断节点间的连接状态。 若两个节点是来自于同一条道路径的不同个 节点所提取的， 则在节点图中两个节点认为有关联。 0084 S23.根据所述地图信息， 分析多个地图之间的相对位置关系及地图原点所代表的 坐标系间的绝对位置关系； 0085 S24.根据相对位置关系、 绝对位置关系和节点图， 将所有地图的节点。

31、的相对位置 关系、 绝对位置关系和节点图关联， 生成包括所有地图的最终节点图。 0086 本实施例目的在于根据地图位置信息建立地图之间的位置关系赋予每张地图在 全局位置下的相对位置关系,并将节点图储存为预先定义的规范格式， 包含节点总数， 每个 节点的位置(实际坐标和图中位置)， 以及此节点的相邻节点， 为后续搜索规划提供便利。 0087 具体地， 所述S3步骤包括： 0088 S31.设置初始的搜索分辨率。 0089 通过分析地图信息选取地图， 同时加载地图和节点图信息， 建立节点图的关系网 络， 并选择初始搜索的分辨率。 0090 S32.在根据所述初始的搜索分辨率进行节点搜索， 并根据目。

32、标点的当前位置， 在 所述节点图中搜索， 生成初始路径； 0091 S33.当所述初始路径生成成功时， 获取路径信息， 所述路径信息包括占用地图数 量、 路径距离和节点数； 否则当所述初始路径生成失败时， 将相邻地图作为搜索候选； 0092 S34.根据路径距离、 节点数和占用地图数量进行动态分辨率调整， 以较高的分辨 说明书 5/9 页 9 CN 111157006 A 9 率进行路径优化， 获得高精度路径。 0093 值得注意的是， 在步骤S34时使用的是更新后的高分辨率， 但路径的搜索策略跟步 骤S32步骤中是一致的， 具体为： 0094 首先根据分辨率对节点进行筛选， 之后找到离当前位。

33、置最近的节点标记为初始节 点， 离目标点最近的节点为目标节点。 然后将初始节点相邻可通行的节点标记为待搜索节 点。 将待搜索的节点和当前节点的距离值以及待搜索节点到目标节点的距离之和作为此待 搜索节点的代价值。 并记录此代价值对应的之前的节点， 之后不断的将待搜索节点的相邻 节点不重复的进行搜索以及代价计算， 直到搜索到目标节点为止。 寻找到可连接的节点集 合， 将代价相加之后其和最小的节点集合为最终路径。 0095 具体地， 所述S3步骤还包括： 0096 S35.通过预定的发布协议和数据格式将路径信息发布。 0097 本实施例所指的发布， 是通过特定的通信协议， 将预先设定的消息格式发送给。

34、其 他等待消息的模块， 不同的数据可使用相同的协议， 以不同的消息格式发出， 接收方通过消 息的头校验进行区分， 步骤S35将提高分辨率之后的新路径， 在不影响原有分辨率的路径发 布的情况下， 平行发布高精度路径。 0098 具体地， 所述S4步骤包括： 0099 S41分析路径上的地图集合， 将有序路径点进行优化整理， 加载地图信息、 节点信 息以及路径信息； 0100 S42通过路径信息和节点信息计算出地图切换的顺序， 通过路径预估行驶速度， 计 算到达中间节点的预计时间； 0101 S43生成过渡区域， 所述过渡区域根据地图切换顺序和目标点位置， 比所述预计时 间提前生成； 0102 S。

35、44根据当前位置判断是否到达过渡区域， 以及在到达过渡区域前后的地图是否 有效； 0103 S45切换地图， 根据过渡区域反馈的状态和切换执行指令进行地图的切换。 0104 过渡区域处理主要目的是保证在切换地图时路径的连贯性， 避免由于硬件差异加 载地图时间过长的等待， 在过渡区域中的节点， 将被标记为过渡节点。 通过过渡节点可保证 路径的连续性， 同时加载地图。 若地图加载较慢， 则不断延伸过渡节点， 在无地图区域内进 行规划搜索， 通过判断地图加载状态和机器人位置， 不断自主生成的过渡节点， 保证了在加 载地图时规划路径的连续性。 0105 图2是本发明一个实施例的一种支持多地图的路径搜索。

36、系统的结构图， 包括： 0106 地图预处理模块01， 用于通过边缘检测和多层优化算法， 获取地图上的路径的节 点， 以及各节点间的连接关系； 0107 节点图生成模块02， 用于根据所述路径的节点以及节点间的连接关系， 生成节点 图； 0108 以及路径优化模块03， 用于根据预设不同分辨率对地图进行逐层搜索， 生成低分 辨率对应的低精度路径， 并通过不断提高所述预设分辨率进行路径优化， 生成高精度路径， 所述高精度路径对应较高的搜索分辨率； 0109 地图切换模块04， 用于分析所述低精度路径和高精度路径上的地图集合， 进行地 说明书 6/9 页 10 CN 111157006 A 10 。

37、图切换顺序和到达时间预估， 并生成过渡区域， 当目标点到达所述目标区域时， 切换地图。 0110 本发明实施例所提出的一种支持多地图的路径搜索系统， 能更好的实现大地图的 全局规划， 在快速、 低占用的情况下， 完成全局的规划以及细化到每一个路径点信息； 同时 解决在多张地图切换时的不连贯和减少预设交界区域的额外工作量， 并且能自动的对每张 地图进行有效的处理。 0111 具体地， 所述节点图生成模块02包括： 0112 地图信息分析单元021， 用于读取地图信息文档， 对预先采集的点云地图或栅格地 图进行分析， 获取包含多个地图的地图信息。 0113 所述点云为由点组成的数据集， 点包含了坐。

38、标位置信息， 也可能包括颜色， 强度， 分类等其他信息， 坐标信息既可以是二维的也可以是三维的； 所述点云地图用于使用点云 对实际场景进行等比例的重建， 将实际环境信息数字化； 所述栅格地图用于将地图以一定 的分辨率细分为连续密集的栅格， 每一个栅格根据地图障碍物信息， 以概率标注， 每个栅格 包含在地图中的行列坐标以及障碍物概率值。 0114 所提到的读取地图信息文档具体为: 0115 首先在制定范围内对搜索地图文件， 在此步骤中主要为本发明的算法提供原始的 基础数据， 包括制作地图时的分辨率， 地图原点， 每张的地图尺寸， 以及地图数量； 通过每张 地图的原点及其分辨率， 可以将所有地图转。

39、化为统一坐标系下， 并建立地图之间的关联信 息。 公式1为地图画布坐标系和真实环境坐标系之间的转化方程。 0116 PrealPpixle*R+Pshift (公式1) 0117 P代表点,右下标real为真实坐标系,pixle为画布坐标系,shift代表地图原点在 真实坐标系下的位置.R是地图分辨率。 0118 地图信息转化单元022， 用于将所述地图信息转化为初步节点图。 0119 所述节点图最常应用于组合数学的图论分支， 由若干节点和这些节点之间相互连 接的线段所组成， 通过图形描述节点的位置以及相互关系。 0120 本发明转化节点图的步骤主要分别节点的提取和连接两部分： 0121 首先。

40、对地图节点的识别是通过对每张地图进行灰度化处理， 处理方法基于公式2。 0122 Gray(x， y)0.299*Red(x， y)+0.587*Gray(x， y)+0.114*Blue(x， y) (公式2) 0123 X,Y为像素点在图中所对应的列数和行数， Gray为最后生成的灰色单通道图像， Red， Green， Blue为原始图像中红绿蓝的三个通道。 在灰度图中通过每个相邻像素间灰度值 的变化， 找到边界点拟合为若干一次函数， 可以粗略的得到地图中的道路边界线。 在所找到 的道路边界中进行第一层筛选， 将斜率和截距属于一定阈值内的边界线合为一条， 此时的 边界将相对整齐连续， 再。

41、进行第二层筛选。 将斜率相近， 截距在新阈值范围内的线合并为一 条代表道路的线。 经过筛选后的道路相互进行比较， 计算两个线所代表的一次函数出节点， 作为候选节点。 0124 第二部分为判断节点间的连接状态。 若两个节点是来自于同一条道路径的不同个 节点所提取的， 则在节点图中两个节点认为有关联。 0125 地图区域分割单元023， 用于根据所述地图信息， 分析多个地图之间的相对位置关 系及地图原点所代表的坐标系间的绝对位置关系； 0126 生成单元024， 用于根据相对位置关系、 绝对位置关系和节点图， 将所有地图的节 说明书 7/9 页 11 CN 111157006 A 11 点的相对位。

42、置关系、 绝对位置关系和节点图关联， 生成包括所有地图的最终节点图。 0127 本实施例目的在于根据地图位置信息建立地图之间的位置关系赋予每张地图在 全局位置下的相对位置关系,并将节点图储存为预先定义的规范格式， 包含节点总数， 每个 节点的位置(实际坐标和图中位置)， 以及此节点的相邻节点， 为后续搜索规划提供便利。 0128 具体地， 所述路径优化模块03包括： 0129 设置单元031， 用于设置初始的搜索分辨率； 0130 初始路径生成单元032， 用于在根据所述初始的搜索分辨率进行节点搜索， 并根据 目标点的当前位置， 在所述节点图中搜索， 生成初始路径； 0131 路径信息获取单元。

43、033， 用于当所述初始路径生成成功时， 获取路径信息， 所述路 径信息包括占用地图数量、 路径距离和节点数； 否则当所述初始路径生成失败时， 将相邻地 图作为搜索候选； 0132 路径优化单元034， 用于根据路径距离、 节点数和占用地图数量进行动态分辨率调 整， 以较高的分辨率进行路径优化， 获得高精度路径。 0133 值得注意的是， 路径信息获取单元033使用的是更新后的高分辨率， 但路径的搜索 策略跟初始路径生成单元032是一致的， 具体为： 0134 首先根据分辨率对节点进行筛选， 之后找到离当前位置最近的节点标记为初始节 点， 离目标点最近的节点为目标节点。 然后将初始节点相邻可通。

44、行的节点标记为待搜索节 点。 将待搜索的节点和当前节点的距离值以及待搜索节点到目标节点的距离之和作为此待 搜索节点的代价值。 并记录此代价值对应的之前的节点， 之后不断的将待搜索节点的相邻 节点不重复的进行搜索以及代价计算， 直到搜索到目标节点为止。 寻找到可连接的节点集 合， 将代价相加之后其和最小的节点集合为最终路径。 0135 具体地， 所述路径优化模块03还包括： 0136 发布单元035， 用于通过预定的发布协议和数据格式将路径信息发布。 0137 本实施例所指的发布， 是通过特定的通信协议， 将预先设定的消息格式发送给其 他等待消息的模块， 不同的数据可使用相同的协议， 以不同的消。

45、息格式发出， 接收方通过消 息的头校验进行区分， 发布单元035将提高分辨率之后的新路径， 在不影响原有分辨率的路 径发布的情况下， 平行发布高精度路径。 0138 具体地， 所述地图切换模块04包括： 0139 加载单元041， 用于分析路径上的地图集合， 将有序路径点进行优化整理， 加载地 图信息、 节点信息以及路径信息； 0140 预估单元042， 用于通过路径信息和节点信息计算出地图切换的顺序， 通过路径预 估行驶速度， 计算到达中间节点的预计时间； 0141 过渡区域生成单元043， 用于生成过渡区域， 所述过渡区域根据地图切换顺序和目 标点位置， 比所述预计时间提前生成； 0142。

46、 判断单元044， 用于根据当前位置判断是否到达过渡区域， 以及在到达过渡区域前 后的地图是否有效； 0143 地图切换单元045， 用于根据过渡区域反馈的状态和切换执行指令进行地图的切 换。 0144 过渡区域处理主要目的是保证在切换地图时路径的连贯性， 避免由于硬件差异加 说明书 8/9 页 12 CN 111157006 A 12 载地图时间过长的等待， 在过渡区域中的节点， 将被标记为过渡节点。 通过过渡节点可保证 路径的连续性， 同时加载地图。 若地图加载较慢， 则不断延伸过渡节点， 在无地图区域内进 行规划搜索， 通过判断地图加载状态和机器人位置， 不断自主生成的过渡节点， 保证了。

47、在加 载地图时规划路径的连续性。 0145 由此可见， 本发明所提出的一种支持多地图的路径搜索方法和系统， 通过使用不 同分辨率进行逐层搜索， 不断的通过提高分辨率进行高精度规划， 实现快速、 低占用的路径 搜索； 而且通过判断地图加载状态和机器人位置， 不断自主生成的过渡节点， 保证了在加载 地图时规划路径的连续性； 解决了在多张地图切换时的不连贯问题， 同时减少预设交界区 域的额外工作量， 可在多张地图间进行高效的自动切换。 0146 在本说明书的描述中， 参考术语 “一个实施例” 、“一些实施例” 、“示例” 、“具体示 例” 、 或 “一些示例” 等描述意指结合该实施例或示例描述的具体。

48、特征、 结构、 材料或者特点 包含于本发明的至少一个实施例或示例中。 在本说明书中， 对上述术语的示意性表述不一 定指的是相同的实施例或示例。 而且， 描述的具体特征、 结构、 材料或者特点可以在任何的 一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。 0147 应当说明的是， 上述实施例均可根据需要自由组合。 以上所述仅是本发明的优选 实施方式， 应当指出， 对于本技术领域的普通技术人员来说， 在不脱离本发明原理的前提 下， 还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。 0148 以上仅为本发明的优选实施例， 并非因此限制本发明的专利范围， 凡是利用本发 明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换， 或直接或间接运用在其它相关的技 术领域， 均同理包括在本发明的专利保护范围内。 说明书 9/9 页 13 CN 111157006 A 13 图1 图2 说明书附图 1/1 页 14 CN 111157006 A 14 。