[發明專利]一種智能叉車的局部避障路徑規劃方法

有效

• 申請號: 201810263821.2
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108759829B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 呂恩利;劉妍華;阮清松;郭嘉明;曾志雄;王飛仁;林偉加;羅毅智;李想;易子騏
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G05D1/02
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所 44329
• 代理人: 江金城;楊曉松

1.一種智能叉車的局部避障路徑規劃方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1：依據導航型激光掃描傳感器建立環境全局坐標系；利用測距型激光掃描傳感器探測周圍環境信息；

步驟S2：對所獲得的傳感器數據進行分析處理，提取出環境中所有特征點；

步驟S3：從所得特征點中選取合適點作為小目標點，以及B樣條曲線控制點；

所述步驟S3具體包括：

從步驟S2所獲得的所有特征點中，選出距離當前位置點與最終目標點連線的距離小于某閾值的所有合要求特征點；然后逐個以這些特征點為圓心，大于半個車寬的某一長度值為半徑作圓，再過當前位置點分別作該圓的切線，每個圓獲得兩個切點；然后分別以所獲得的切點為圓心，大于半個車寬的某一長度值為半徑作圓，再判斷圓中是否存在較多原始數據點，若是則剔除該切點，否則保留該切點；

步驟S4：生成B樣條曲線路徑，并執行；

步驟S5：直至到達最終目標點，否則依次重復步驟S1至S4。

2.根據權利要求1所述的智能叉車的局部避障路徑規劃方法，其特征在于，所述步驟S1中具體包括如下操作：

在智能叉車工作環境中不對稱地粘貼反光標貼，利用導航型激光掃描傳感器掃描環境建立笛卡爾全局坐標系，之后以導航型激光掃描傳感器獲得的當前全局位置信息和車身尺寸參數以及各傳感器之間的位置關系，推算出各傳感器當前位置點的全局坐標，再將測距型激光掃描傳感器所獲得的周圍物體相對坐標轉換成全局坐標。

3.根據權利要求1或2所述的智能叉車的局部避障路徑規劃方法，其特征在于，所述導航型激光掃描傳感器安裝在叉車頂端中間位置，且到四個輪子的距離相等；傳感器坐標軸橫軸正向為叉車前進方向，待建立全局坐標系后，此方向與全局坐標系橫軸正向的夾角即為車身方向角；而所述測距型激光掃描傳感器安裝在叉車前頭中間位置，掃描范圍根據需要而定，設置為0度到180度，所得極坐標數據結果需要結合所設置的傳感器角度分辨率及各數據的獲得順序進行轉換。

4.根據權利要求1所述的智能叉車的局部避障路徑規劃方法，其特征在于，所述步驟S2具體包括：

首先，將獲得的數據第一個點標記為特征點，以這個特征點為基礎，選出連續的數個點，過第一個點和最后一個點做直線，判斷中間其余點到該直線的距離是否小于設定的某閾值，如果是則在已選出點的基礎上按順序添加一個點后重復上述步驟，直到出現有一點大于該閾值時，將此次加入的點標為特征點，再以此特征點為基礎開始新的循環，直到所有數據分析處理完為止。

5.根據權利要求1或4所述的智能叉車的局部避障路徑規劃方法，其特征在于，從剩余切點中選出距離當前位置點最近的點為小目標點，并設為B樣條曲線的倒數第一個控制點，在該切點切線方向上距離小目標點很近且靠近起始點一側選取一點作為倒數第二個控制點；同時將叉車當前位置點作為第一個控制點，即路徑起始點；在叉車當前前進方向上選取一個相距起始點很近的點作為第二個控制點；最后，選取第二個控制點與倒數第二個控制點間的中間點為新的一個控制點，或者根據需要選擇此兩點間的其他點作為新控制點。

6.根據權利要求1所述的智能叉車的局部避障路徑規劃方法，其特征在于，所述步驟S4具體包括：

利用步驟S3所獲得的控制點，結合B樣條曲線生成方式實現局部路徑規劃，并將結果傳給路徑跟蹤算法執行，且B樣條曲線選擇4階次形式。

7.根據權利要求1、6中任一項所述的智能叉車的局部避障路徑規劃方法，其特征在于，所述控制點的選取總數必須大于所選B樣條曲線的階次；通過所選定的B樣條曲線階次計算相應的基函數，再結合選定的控制點以及B樣條曲線的表達式，即獲得所規劃路徑的各段樣條曲線的函數。

8.根據權利要求1所述的智能叉車的局部避障路徑規劃方法，其特征在于，所述步驟S5具體包括：當能夠直達最終目標點時，即已經繞過障礙物但還沒到達最終目標點時，直接以最終目標點替代上述步驟中的小目標點，重復步驟S3和S4到達最終目標點，并且位姿符合要求為止；否則重復上述步驟S2、S3和S4。