[發(fā)明專利]一種柵格地圖通行成本的計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510080071.1
• 申請日: 2015-02-13
• 公開（公告）號: CN104599588B
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張浩杰;蘇波;宋海平;藍偉;熊巍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國北方車輛研究所
• 主分類號: G09B29/10
• 分類號: G09B29/10;G01C21/00
• 代理公司: 北京安博達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11271
• 代理人: 徐國文

1.一種柵格地圖通行成本的計算方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取激光傳感器數(shù)據(jù)并對其數(shù)據(jù)進行預(yù)處理；

對有效數(shù)據(jù)進行柵格化，生成初始柵格地圖；

對初始柵格地圖進行膨脹處理；

根據(jù)機器人平臺尺寸重新計算每個小柵格的通行成本。

2.如權(quán)利要求1所述的一種柵格地圖通行成本的計算方法，其特征在于，所述激光傳感器數(shù)據(jù)包括，以激光傳感器的重心為極坐標原點建立極坐標系，探測前方10m且角度在-45°～225°以內(nèi)的物體與極坐標原點之間弧長和角度值；其中，所述激光傳感器為安裝在機器人平臺前方的單線激光傳感器。

3.如權(quán)利要求1所述的一種柵格地圖通行成本的計算方法，其特征在于，所述預(yù)處理包括：通過以太網(wǎng)將所述激光傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送至工控機，所述工控機根據(jù)激光傳感器和機器人平臺之間的坐標轉(zhuǎn)換將激光傳感器數(shù)據(jù)投影到機器人平臺。

4.如權(quán)利要求3所述的一種柵格地圖通行成本的計算方法，其特征在于，所述坐標轉(zhuǎn)換包括：以表示任一激光傳感器數(shù)據(jù)點在極坐標系下的坐標，根據(jù)激光傳感器直角坐標系和極坐標系之間的坐標轉(zhuǎn)換關(guān)系計算該激光傳感器數(shù)據(jù)點在直角坐標系下的坐標(x_i，y_i)；

以(l_x(t)，l_y(t))表示激光傳感器直角坐標系和大地坐標系之間的坐標轉(zhuǎn)換關(guān)系，利用將激光傳感器數(shù)據(jù)點在直角坐標系下的坐標(x_i，y_i)轉(zhuǎn)換為大地坐標系下的坐標(x_gi，y_gi)。

5.如權(quán)利要求1所述的一種柵格地圖通行成本的計算方法，其特征在于，所述有效數(shù)據(jù)包括，隨著機器人平臺移動，不斷對激光傳感器數(shù)據(jù)點進行坐標轉(zhuǎn)換，生成大地坐標系下的坐標集合。

6.如權(quán)利要求1所述的一種柵格地圖通行成本的計算方法，其特征在于，所述對有效數(shù)據(jù)進行柵格化包括：將占據(jù)柵格通行成本設(shè)定為254，自由柵格通行成本設(shè)定為0，存儲在工控機內(nèi)；在每個小柵格(x_si，y_si，cost_si)中，x_si為行數(shù)，y_si為列數(shù)，cost_si為通行成本；所述占據(jù)柵格為存在激光傳感器數(shù)據(jù)點的柵格；所述自由柵格為不存在激光傳感器數(shù)據(jù)點的柵格。

7.如權(quán)利要求6所述的一種柵格地圖通行成本的計算方法，其特征在于，所述對初始柵格地圖進行膨脹處理包括，設(shè)定機器人平臺外形的內(nèi)切圓半徑為r，外接圓半徑為R，初始柵格地圖中任一自由柵格為G_si(x_si,y_si,0)；

在柵格膨脹區(qū)域半徑P的范圍內(nèi)，遍歷G_si到占據(jù)柵格點的歐幾里得距離，計算G_si到占據(jù)柵格的最小距離d_min(G_si)。

8.如權(quán)利要求7所述的一種柵格地圖通行成本的計算方法，其特征在于，根據(jù)d_min(G_si)與機器人平臺外形的內(nèi)切圓半徑r和外接圓半徑R之間的大小關(guān)系，重新計算該柵格點的柵格通行成本cost_si，生成柵格地圖

${\mathrm{cost}}_{si}=\left\{\begin{array}{cc}254& d_{\min }\left(G_{si}\right)=0\\ 253& 0\<d_{\min }\left(G_{si}\right)\≤r\\ e^{-f\×\left(d_{\min }\right(G_{si})-r)}\×253& r\<d_{\min }\left(G_{si}\right)\≤R\\ 0& R\<d_{\min }\left(G_{si}\right)\≤P\end{array}\right.$

式中，f為控制柵格通行成本衰減的比例因子，f越大，柵格通行成本衰減越快。