[發(fā)明專利]一種行進(jìn)路徑、智能設(shè)備行進(jìn)路徑規(guī)劃方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010413668.4
• 申請(qǐng)日: 2020-05-15
• 公開（公告）號(hào): CN111543908B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董敏杰;潘何浩;羅方龍;陳兆先
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 匯智機(jī)器人科技（深圳）有限公司
• 主分類號(hào): A47L11/40
• 分類號(hào): A47L11/40;G05D1/02
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 任志龍

本發(fā)明公開了一種行進(jìn)路徑、智能設(shè)備行進(jìn)路徑規(guī)劃方法和裝置，行進(jìn)規(guī)劃方法中，采集目標(biāo)范圍的環(huán)境數(shù)據(jù)，先將環(huán)境數(shù)據(jù)先轉(zhuǎn)化為柵格地圖，再將柵格地圖轉(zhuǎn)化為代價(jià)地圖，在代價(jià)地圖中截取所需多邊形區(qū)域，在所需多邊形區(qū)域用灰度代表障礙物柵格、非障礙物柵格、邊界柵格，選一個(gè)非障礙物柵格為當(dāng)前柵格，計(jì)算當(dāng)前柵格與最近障礙物柵格的距離，并基于此計(jì)算當(dāng)前柵格周邊非障礙物柵格的障礙距離，連線障礙距離相等的非障礙物柵格，得到等距線。計(jì)算所需多邊形區(qū)域內(nèi)所有非障礙物柵格的等距線。以障礙距離大于智能設(shè)備寬度一半的非障礙物柵格周邊的等距線規(guī)劃路徑。本申請(qǐng)基于等距線生成規(guī)劃路徑，避開了行進(jìn)路徑中的障礙物，保證了行進(jìn)安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及路徑規(guī)劃技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種行進(jìn)路徑、智能設(shè)備行進(jìn)路徑規(guī)劃方法和裝置。

背景技術(shù)

目前，智能設(shè)備已經(jīng)進(jìn)入大眾的生活，路徑規(guī)劃是智能設(shè)備用于實(shí)現(xiàn)自主移動(dòng)清潔過程的關(guān)鍵技術(shù)；智能設(shè)備包括機(jī)器人，機(jī)器人中有些機(jī)器人體積小，如家用清掃機(jī)器人；而有些機(jī)器人體積龐大，如大型自主移動(dòng)清潔機(jī)器人，對(duì)于像家用清掃機(jī)器人這種機(jī)器人，因體積小、重量輕、能原地轉(zhuǎn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)控制相對(duì)簡(jiǎn)單，在清潔過程甚至允許貼近家具甚至碰撞，這就使得在規(guī)劃清掃路徑時(shí)無須嚴(yán)格考慮運(yùn)動(dòng)約束和安全性相關(guān)的因素，其清掃路徑規(guī)劃方法是先在地圖上劃設(shè)一個(gè)多邊形區(qū)域，然后在這個(gè)區(qū)域內(nèi)規(guī)劃一條能覆蓋整個(gè)區(qū)域的最優(yōu)清掃路徑；而對(duì)于應(yīng)用于商場(chǎng)、小區(qū)、地庫等公共區(qū)域的大型自主移動(dòng)清潔機(jī)器人，體積更大、清潔設(shè)備更復(fù)雜、運(yùn)動(dòng)控制也更復(fù)雜，如果只是簡(jiǎn)單照搬家用清掃機(jī)器人的路徑規(guī)劃方式，就會(huì)存在無法保證較高清掃效率和覆蓋率的問題。在清掃路徑規(guī)劃時(shí)，就必須考慮運(yùn)動(dòng)約束和安全性，如無法原地轉(zhuǎn)動(dòng)且轉(zhuǎn)彎半徑還比較大、后退或轉(zhuǎn)彎時(shí)有些清潔設(shè)備需要先抬起或關(guān)閉、在地庫中絕不允許碰撞車。

因此，如何合理規(guī)劃行進(jìn)路徑，是目前亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種行進(jìn)路徑、智能設(shè)備行進(jìn)路徑規(guī)劃方法和裝置。對(duì)目標(biāo)范圍的多邊形區(qū)域進(jìn)行代價(jià)地圖的柵格化，對(duì)目標(biāo)范圍的障礙物、非障礙物進(jìn)行標(biāo)記，計(jì)算非障礙物柵格與障礙物的障礙距離，以障礙距離值為依據(jù)生成等距線，以障礙距離大于智能設(shè)備寬度一半的等距線為規(guī)劃路徑，合理的規(guī)劃了智能設(shè)備的行進(jìn)路線，避免了行進(jìn)過程中與障礙物的碰撞，實(shí)現(xiàn)了行進(jìn)過程中的運(yùn)動(dòng)約束，保證了安全。

本發(fā)明的上述發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)：

一種行進(jìn)路徑規(guī)劃方法，包括以下步驟：

S1、開始；

S2、利用傳感器數(shù)據(jù)生成代價(jià)地圖；

S3、從代價(jià)地圖中截取行進(jìn)所需的多邊形區(qū)域；

S4、將包括多邊形區(qū)域的代價(jià)地圖轉(zhuǎn)化為灰度路徑規(guī)劃圖片，標(biāo)記障礙物柵格、邊界柵格、非障礙物柵格；

S5、計(jì)算多邊形區(qū)域內(nèi)非障礙物柵格與障礙物柵格障礙距離值，非障礙物柵格與邊界柵格的障礙距離值，尋找與當(dāng)前柵格距離最小的第一障礙物；

S6、以障礙距離值為依據(jù)生成等距線；

S7、以當(dāng)前柵格點(diǎn)、行進(jìn)主體寬度、等距線為依據(jù)生成行進(jìn)規(guī)劃路徑；

S8、結(jié)束。

本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：步驟S2中，利用傳感器數(shù)據(jù)生成一張柵格地圖，將柵格地圖轉(zhuǎn)化為代價(jià)地圖。

本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：步驟S3中，在所需多邊形區(qū)域外增加一閾值范圍，擴(kuò)展多邊形區(qū)域，獲得拓展多邊形區(qū)域。

本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：步驟S4中，在灰度路徑規(guī)劃圖片中，以不同數(shù)值表示障礙物柵格、邊界柵格、非障礙物柵格。

本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：步驟S5中，包括以下步驟：

A1、計(jì)算多邊形內(nèi)每個(gè)非障礙物柵格距離障礙物柵格的第一最小距離；