[發明專利]一種機器人路徑規劃方法

在審

• 申請號: 201711220367.4
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN107992038A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 劉傳家;程德斌;劉佳;趙常均;伍石柱
• 申請（專利權）人: 廣州智能裝備研究院有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司44202
• 代理人: 黃華蓮,郝傳鑫

1.一種機器人路徑規劃方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S1、根據環境地圖信息，構建機器人運動空間，具體為：

S101、首先對環境空間描述如下，環境中所有凸多邊形障礙物均采用一組頂點坐標表示：O_i＝{(x₁,y₁),(x₂,y₂),…,(x_n,y_n)},i＝1,2,…m；其中，O_i為環境中的第i個凸多邊形障礙物，m為環境中障礙物的個數；

環境空間邊界也使用一組頂點坐標集合表示，假設空間邊界為矩形，環境空間邊界可表示為W_b＝{(x₁,y₁),(x₂,y₂),(x₃,y₃),(x₄,y₄)}；

S102、構建機器人運動空間通過在環境空間中構建自由鏈接線實現，自由鏈接線的生成方法包括如下步驟：

S1021、選擇一個凸多邊形障礙物，選取其上一個頂點，連接該點與其它障礙物的頂點，包括該點所屬障礙物的其它頂點，做該點到環境空間邊界的垂線段；

S1022、將步驟S1021得到的所有線段按照長度從短到長的順序加入到線段存儲表；

S1023、選擇線段存儲表中的表頭線段；

S1024、檢查該線段是否穿越環境空間中任意障礙物邊界；

如果發生相交，則這條線段就不是一條自由鏈接線；此時，放棄當前線段并選擇線段存儲表中下一條線段；重復檢查過程，直至找到一條線段與所有障礙物邊界不相交，繼續至步驟S1025；

S1025、檢查該線段在當前頂點處形成的兩個夾角；

每個障礙物頂點都設有一個自由鏈接表，當該表為空時，夾角定義為線段與形成該障礙物頂點的兩條邊界的夾角；當該表不為空時，夾角定義為線段與其相鄰的自由連接線或邊界在該頂點形成的夾角；如果該線段不是最優自由鏈接線，即兩個夾角中有一個大于180度，將當前線段加入到當前頂點的自由鏈接表中；

S1026、檢查在當前頂點的自由鏈接表中是否仍存在夾角大于180度的自由連接線；如果存在，則從線段存儲表中提取下一條線段，并返回步驟S1024；如果不存在，則進入步驟S1027；

S1027、刪除由當前頂點決定的自由鏈接表中冗余的自由鏈接線；

S1028、重復步驟S1021至S1027，直到環境空間內全部障礙物的所有頂點均完成上述步驟；

在完成環境空間內所有自由連接線的構建之后，即可構成機器人運動空間；

S2、在步驟S1的基礎上，采用基于圖論的方法進行初始路徑規劃；

S3、在步驟S2的基礎上，采用基于混合粒子群的方法進行二次路徑規劃。