[發明專利]一種移動機器人的三維路徑規劃方法

在審

• 申請號: 201811606435.5
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109708640A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 郭棟;李聰;孫欽鵬
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業) 37240
• 代理人: 高強

1.一種移動機器人的三維路徑規劃方法，其特征在于對RRT算法擴展的約束條件以及新節點的接納準則進行了改進，移動機器人在三維環境中行進，通常會受到自身的約束，即存在最大俯仰角約束、最大行程約束和最小轉彎半徑約束，本發明充分考慮了移動機器人的自身約束，并作為改進的RRT算法擴展的約束條件，為了更加適應移動機器人的三維路徑規劃，通過設計死亡節點和接納概率的方式改進了新節點的接納準則。

2.根據要求1所述的一種移動機器人的三維路徑規劃方法，其特征在于設計新節點的接納原則，新生成的與起始節點的路徑距離， 若，則說明該路徑已超過移動機器人的最大航程，設置的父節點，即對應的鄰近節點為死亡狀態，以后再進行節點擴展時，不再考慮該節點。

3.根據要求1所述的一種移動機器人的三維路徑規劃方法，其特征在于針對移動機器人在三維復雜地形環境中的路徑規劃，設計改進的RRT算法的約束條件：

1）最大俯仰角約束

移動機器人的爬升高度變化率也受到移動機器人自身的機動性能限制，定義移動機器人最大爬升/俯仰角為，兩個相鄰路徑節點的高度分別為和，該路徑段長度為，則該最大俯仰角約束可表示為：

2）最大行程約束

移動機器人的行程是有限的，即規劃路徑的各個路徑段長度之和小于最大飛行距離

3）最小轉彎半徑約束

移動機器人受到自身結構的限制，移動機器人的轉彎半徑不能過小，假設,和是一條路徑中三個緊鄰的路徑節點, 則能被擴展的約束條件是此三點構成的轉彎半徑大于最小轉彎半徑。