[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

本發明公開了一種智能叉車的局部避障路徑規劃方法，該方法包括：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。對所獲得的數據進行分析處理，提取出所有特征點。從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。生成B樣條曲線路徑并執行。本發明不會出現到處都是障礙物而無路可走的假象，避障行駛效率高；特征點的提取十分準確，可以在復雜環境中快速規劃出對起止點有嚴格位姿要求的路徑，生成的路徑也滿足車輛運動學要求及車身尺寸約束；且將B樣條曲線利用于智能叉車局部避障路徑規劃，使得規劃過程更加簡潔、快速，且控制點的選擇較為精巧，能夠保證所規劃路徑起止點位姿均符合要求。

技術領域

本發明涉及智能叉車領域，尤其涉及一種用于智能叉車上的局部避障路徑規劃方法。

背景技術

為便于管控，減少人員傷亡事故的發生，降低企業經營成本，同時為對接《中國制造2025》國家發展戰略規劃，叉車技術日新月異，尤其是叉車的智能化；所謂智能叉車，即工作過程中不需要人為操控，能夠自主完成堆、取貨物，且具有初步人工智能的機動工業車輛。而智能叉車在運行的過程中，勢必會遇到一些不可預知的障礙物，受障礙物影響而無法按原先規劃好的路徑行駛，需要重新規劃一條路徑以避開障礙物到達目標點。目前國內外對智能叉車局部避障路徑規劃的研究中出現較多的是BUG算法、人工勢場法、仿生法、氣泡帶技術、曲率速度技術、動態窗口方法等，對障礙物的處理方式多為包圍圈或包圍盒的方式，這種方式很容易出現到處都是障礙物而無路可走的假象；又或者以沿障礙物邊界繞行的方式來避碰，這類方式雖然可以成功避開障礙物，但行駛效率相對較低，且規劃所得路徑對位姿約束的要求不夠嚴格。

所謂局部避障路徑規劃是指當智能叉車為到達目標點位置時，行駛過程中遇到未知的障礙物，為避開障礙物而順利到達目標點，利用傳感器獲得的環境數據進行的局部路徑規劃。

因此，現有技術需要進一步改進和完善。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種用于智能叉車上的利用傳感器獲得的環境數據進行局部路徑規劃的方法。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種智能叉車的局部避障路徑規劃方法，該方法包括以下幾個步驟：

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。

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，否則重復以上步驟S1-S4。

作為一種優選的方案，所述步驟S1具體包括：

在智能叉車工作環境中不對稱粘貼反光標貼，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。

進一步地，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，一般設置為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。

作為一種優選的方案，所述步驟S2具體包括：