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龙图腾网恭喜西安交通大学申请的专利基于时空概率道路树的轨迹生成与优化方法及系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114625141B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-21发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210260195.8，技术领域涉及：G05D1/43；该发明授权基于时空概率道路树的轨迹生成与优化方法及系统是由郑南宁;简志强;张崧翌;陈佩;陈仕韬设计研发完成，并于2022-03-16向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于时空概率道路树的轨迹生成与优化方法及系统在说明书摘要公布了：本发明公开一种基于时空概率道路树的轨迹生成与优化方法及系统，方法为：确定机器人的参考状态序列和未来每一帧的自由区域；在每一帧的自由区域进行点随机采样，如果当前帧的采样点与前一帧的采样点是否满足构建边的条件，则进行边的构建，并根据参考状态序列为当前帧的采样点附加损失值，直到最后一帧的采样点全部判断完毕，构建出时空概率道路树以及时空概率道路树中采样点的损失值；基于时空概率道路树中采样点的损失值搜索出一条损失最小的通路，即初始轨迹；确定初始轨迹上的每一帧状态所处的边界限制，根据参考状态序列以及目标函数对初始轨迹进行优化；直到满足机器人运动学约束和障碍物约束条件或达到迭代上限得到优化后的轨迹。

本发明授权基于时空概率道路树的轨迹生成与优化方法及系统在权利要求书中公布了：1.基于时空概率道路树的轨迹生成与优化方法，其特征在于，包括以下步骤：根据全局导航路径、期望线速度、以及机器人速度，确定参考状态序列；根据输入的每一帧障碍物点，以及机器人当前的速度，确定未来每一帧的自由区域；在每一帧的自由区域进行点随机采样，判断当前帧的采样点与前一帧的采样点是否满足构建边的条件；如果是，则进行边的构建，并根据参考状态序列为当前帧的采样点附加损失值，反之，抛弃该采样点；并不断重复，直到最后一帧的采样点全部判断完毕，构建出时空概率道路树以及时空概率道路树中采样点的损失值；基于时空概率道路树中采样点的损失值搜索出一条损失最小的通路，即初始轨迹；在上一帧节点列表的基础上，构建当前帧的节点列表，直到最后一帧得到时空道路树，遍历时空道路树的叶子节点，找到其中代价最小的节点进行回溯，得到次优轨迹，即初始轨迹；采用基于动态滑动窗口的方法或基于概率采样的方法构建当前帧的节点列表；确定初始轨迹上的每一帧状态所处的边界限制，在所述边界限制内，根据参考状态序列以及目标函数对初始轨迹进行优化；并不断重复，直到满足机器人运动学约束和障碍物约束条件或达到迭代上限；最终得到优化后的轨迹；根据参考状态序列以及目标函数对初始轨迹进行优化包括以下步骤：首先，对障碍物约束进行转换；其次确定轨迹优化的目标函数目标函数分为两部分，一部分为用于评价轨迹与参考状态序列的偏差，另一部分用于评价轨迹的平滑性；对于轨迹的第k帧状态，中包括五项，纵向距离偏差横向距离偏差角度偏差线速度偏差以及角速度偏差衡量为轨迹加速度的大小以及加速度的变化；然后将优化问题的约束转为额外的惩罚项加入到目标函数中，将优化问题转换为： 其中，wpt,Wpv,Wpa,wpo均为可调权重，Wpv,Wpa为对角矩阵，Ppv,Pav,Ppo均为惩罚函数，与TEB中定义相同，Ppv与机器人的速度限制范围有关，Pav与机器人的加速度限制范围有关，即得到一个无约束近似非线性二次优化问题，并且该优化问题是稀疏的，用图优化的方法问题进行求解单次优化解，将初始轨迹代入上述优化过程，得到优化后的轨迹判断优化轨迹是否满足机器人运动学约束和障碍物约束，如果不满足，则将优化轨迹作为初始轨迹重复优化过程，直到达到迭代上限，ak为轨迹第k帧的加速度。

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