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記者10月21日從哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）獲悉，該校智能學(xué)部智能科學(xué)與工程學(xué)院教授陳浩耀團(tuán)隊(duì)在機(jī)器人路徑規(guī)劃方面取得重要進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)通過(guò)引入地形分析與構(gòu)型穩(wěn)定性估計(jì)形成層次化路徑規(guī)劃框架，實(shí)現(xiàn)地面移動(dòng)機(jī)器人在崎嶇地形下安全、穩(wěn)定、高效自主導(dǎo)航。相關(guān)研究成果于日前發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊《IEEE機(jī)器人學(xué)匯刊》上。

路徑規(guī)劃是地面移動(dòng)機(jī)器人自主作業(yè)核心基礎(chǔ)，在崎嶇地形自主導(dǎo)航中，機(jī)器人需實(shí)時(shí)感知鄰近空間的地形信息進(jìn)行路徑規(guī)劃，然而傳統(tǒng)方法存在地圖表征效率和構(gòu)型穩(wěn)定性估計(jì)精度的雙重制約。

針對(duì)這一難題，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出一套實(shí)時(shí)多層級(jí)地形感知路徑規(guī)劃框架，突破傳統(tǒng)分層規(guī)劃框架的局限，通過(guò)在全局層與局部層同步引入地形信息，確保安全可靠導(dǎo)航。

其中，研究團(tuán)隊(duì)在全局層構(gòu)建出基于正態(tài)分布變換的隱式地圖表示方法，用于高效地形分析，從而巧妙地平衡了地形表示的細(xì)節(jié)與大規(guī)模場(chǎng)景的覆蓋。

基于此，研究團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了地形分析、通行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及可通行性估計(jì)，并適配到尋路算法，在提高地形分析可靠性的同時(shí)顯著加速了全局路徑規(guī)劃。

而在局部層，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出了一種迭代幾何評(píng)估方法用于局部層的精細(xì)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，通過(guò)模擬機(jī)器人在重力作用下接觸地面過(guò)程，以高效估計(jì)機(jī)器人構(gòu)型穩(wěn)定性。

與此同時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)將構(gòu)型穩(wěn)定性估計(jì)融入路徑搜索算法，從而生成安全、平滑的局部路徑，并突破傳統(tǒng)方法建模不精準(zhǔn)、計(jì)算效率低等，大幅降低機(jī)器人底盤(pán)側(cè)翻、托底等運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，顯著提升復(fù)雜地形穿越成功率。

據(jù)悉，憑借模塊化設(shè)計(jì)可靈活適配不同構(gòu)型的地面機(jī)器人和多種路徑搜索器，該進(jìn)展可廣泛應(yīng)用于大范圍戶(hù)外地形、多層結(jié)構(gòu)建筑及復(fù)雜廢墟地形等場(chǎng)景，且已在仿真、真實(shí)場(chǎng)景實(shí)驗(yàn)中通過(guò)驗(yàn)證。