[發明專利]一種地圖路徑規劃方法

在審

• 申請號: 201711287211.8
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN109900269A
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 覃爭鳴;周健;李康
• 申請（專利權）人: 廣州映博智能科技有限公司
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種地圖路徑規劃方法，所述地圖路徑規劃方法通過三維激光傳感器采集的三維點云信息，經過八叉樹結構表示，將離散的點云數據轉換成三維柵格地圖，實現三維柵格地圖下的最優路徑規劃，使得機器人可以避開環境中的物體，避免碰撞確保機器人行進中的安全。

技術領域

本發明涉及路徑規劃技術，具體涉及基地圖路徑規劃方法。

背景技術

隨著各項性能的提高，服務機器人可以在人們日常生活中完成越來越多的 任務，比如打掃衛生、移動物體等等。為了使任務完成得更加流暢，機器人必 須實現對指定移動目標的路徑規劃。路徑規劃依賴于室內地圖，常用的室內地 圖為二維柵格地圖，然而二維柵格地圖只考慮了某一高度平面的環境信息，太 高或者太低的障礙物都不能避免，因此也不能在復雜環境中使用。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術的不足，尤其解決二維柵格地圖只考慮了某 一高度平面的環境信息，無法得知周圍環境的準確三維結構，不能保證所規劃 的路徑上機器人不與障礙物發生碰撞的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種地圖路徑規劃方法，該方法采用三 維柵格地圖，實現立體的路徑規劃，所述地圖路徑規劃方法包括：采用激光傳 感器采集周圍環境的點云數據；用八叉樹將點云地圖轉換為柵格地圖；根據三 維柵格地圖進行最優路徑規劃。

該發明方案的有益效果在于，通過將離散的點云數據轉換成三維柵格地圖， 實現三維柵格立體地圖下的最優路徑規劃，使得機器人可以避開環境中的物體， 避免碰撞確保機器人行進中的安全。

附圖說明

圖1是本發明的實施例的基于八叉樹表示的三維柵格地圖路徑規劃系統示 意圖。

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施例對本發明進行更加詳細與完整的說明。可以理 解的是，此處所描述的具體實施例僅用于解釋本發明，而非對本發明的限定。

圖1是根據本發明的實施例的地圖路徑規劃方法包括：S1、采用激光傳感 器采集周圍環境的點云數據；S2、用八叉樹將點云地圖轉換為柵格地圖；S3、 根據三維柵格地圖進行最優路徑規劃。

具體而言，經過步驟S1對周圍環境進行點云數據采集后，已經得到大量的 點云數據，需要用八叉樹將點云地圖轉換為柵格地圖，步驟S2描述如下：

八叉樹是一種基于樹形結構的層次化數據結構，如果樹不是空的，那么八 叉樹的任何一個節點的都只有八個或者零個子節點。

八叉樹的每個節點與正方體C的一個子立方體對應，樹根與正方體本身相 對應，如果要表示的形體V只有正方體C(V＝C)，那么要表示的形體V的八叉 樹僅有樹根，如果要表示的形體V不僅僅是正方體(V≠C)，則將C等分為八 個子立方體，每個子立方體與樹根的一個子節點相對應。只要某個子立方體不 是完全空白或完全為V所占據，就要被八等分，從而對應的節點也就有了八個 子節點。這樣的遞歸判斷、分割一直要進行到節點所對應的立方體或是完全空 白，或是完全為V占據，

步驟S3是最優路徑規劃操作，對柵格地圖內的路徑規劃需要考慮機器人尺 寸大小，旋轉動作和停止動作。機器人的尺寸大小可以用來判斷是否會與周邊 物體有碰撞的危險，而機器人運動時則要判斷執行旋轉動作和停止動作時是否 具備足夠的空間，同樣避免碰撞的危險，考慮到這些因素的路徑規劃算法流程 如下：

S31：在八叉樹結構的柵格地圖內部鄰域內遍歷可通行柵格；

S32：檢測S31中得到的柵格位置有沒有滿足機器人本體尺寸的自由空間， 如果有則轉至S33，沒有的話轉至S34；