[發(fā)明專利]一種改進(jìn)的輪式機(jī)器人路徑規(guī)劃方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010547897.5
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111736602A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳劍敏;江飛;黃致遠(yuǎn);常偉;黃一鋮;門繼學(xué);陳艷;徐成斯
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)上海市電力公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 應(yīng)小波

本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的輪式機(jī)器人路徑規(guī)劃方法，包括步驟1：獲得輪式機(jī)器人所在環(huán)境的地圖文件；步驟2：判斷輪式機(jī)器人當(dāng)前所在位置是否在規(guī)劃路徑上，若是，則將當(dāng)前位置點設(shè)為起始點，然后執(zhí)行步驟3，否則，輪式機(jī)器人運(yùn)動到規(guī)劃路徑上，將輪式機(jī)器人在規(guī)劃路徑上的坐標(biāo)點設(shè)置為起始點，然后執(zhí)行步驟3；步驟3：使用當(dāng)前路徑點進(jìn)行路徑規(guī)劃，獲得規(guī)劃路徑；步驟4：過濾冗余路徑點，然后執(zhí)行步驟5；步驟5：使用新的路徑點進(jìn)行路徑規(guī)劃，獲得優(yōu)化后的規(guī)劃路徑。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有效率高、補(bǔ)充了現(xiàn)有Dijkstra方法不足等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器人路徑規(guī)劃技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種改進(jìn)的輪式機(jī)器人路徑規(guī)劃方法。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各類智能機(jī)器人應(yīng)需而生，如掃地機(jī)器人、巡檢機(jī)器人等，這些智能機(jī)器人可以替工作人員在高危區(qū)域完成任務(wù)、解放人們的雙手，這些機(jī)器人可以應(yīng)用在家居、工業(yè)、商務(wù)、快遞分揀等多種行業(yè)。而機(jī)器人要想實現(xiàn)智能就要實現(xiàn)智能化的路徑規(guī)劃，所以路徑規(guī)劃就成為了機(jī)器人技術(shù)的重中之重。

Dijkstra方法最為一種最短路徑規(guī)劃方法，得到了廣泛的應(yīng)用。該方法從起始點開始，采用貪心方法的策略，每次遍歷到起始點距離最近且未訪問過的頂點的鄰接節(jié)點，直到擴(kuò)展到終點為之。現(xiàn)有技術(shù)中的Dijkstra方法選取的路徑點較多，往往有很多冗余的路徑點，例如圖1中的情況，多個路徑點都處于同一條直線上，Dijkstra方法依然要對每個路徑點進(jìn)行最近鄰接節(jié)點的判斷，浪費(fèi)了計算資源，路徑規(guī)劃的效率較低。

中國專利CN110162041A中公開了一種基于自適應(yīng)遺傳方法的機(jī)器人路徑規(guī)劃方法，包括，構(gòu)建柵格地圖作為機(jī)器人的環(huán)境模型，采用改進(jìn)遺傳方法優(yōu)化中間節(jié)點，再用Dijkstra求最短路方法補(bǔ)齊節(jié)點間的路徑，該方法使用Dijkstra方法求解路徑點之間的最短路徑，在求解最短路徑時未考慮路徑點的過濾，直接對所有路徑點進(jìn)行求解，使得路徑規(guī)劃方法的效率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種效率高、補(bǔ)充了Dijkstra方法不足的改進(jìn)輪式機(jī)器人路徑規(guī)劃方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種改進(jìn)的輪式機(jī)器人路徑規(guī)劃方法，包括：

步驟1：獲得輪式機(jī)器人所在環(huán)境的地圖文件；

步驟2：判斷輪式機(jī)器人當(dāng)前所在位置是否在規(guī)劃路徑上，若是，則將當(dāng)前位置點設(shè)為起始點，然后執(zhí)行步驟3，否則，輪式機(jī)器人運(yùn)動到規(guī)劃路徑上，將輪式機(jī)器人在規(guī)劃路徑上的坐標(biāo)點設(shè)置為起始點，然后執(zhí)行步驟3；

步驟3：使用當(dāng)前路徑點進(jìn)行路徑規(guī)劃，獲得規(guī)劃路徑；

步驟4：過濾冗余路徑點，然后執(zhí)行步驟5；

步驟5：使用新的路徑點進(jìn)行路徑規(guī)劃，獲得優(yōu)化后的規(guī)劃路徑。

優(yōu)選地，所述的地圖文件包括路徑點坐標(biāo)、路徑線的起點位置和終點位置以及以任意路徑點為起點，與該起點相鄰的路徑點信息。

更加優(yōu)選地，所述的步驟2中判斷輪式機(jī)器人是否在規(guī)劃路徑上的具體方法為：

首先獲取輪式機(jī)器人在當(dāng)前環(huán)境中的坐標(biāo)位置，然后計算該坐標(biāo)與鄰近路徑線之間的距離，若距離在預(yù)設(shè)距離閾值內(nèi)，則判斷輪式機(jī)器人處于規(guī)劃路徑上，否則，判斷輪式機(jī)器人處于規(guī)劃路徑之外。

更加優(yōu)選地，所述的預(yù)設(shè)距離閾值為[0,0.01m]。

更加優(yōu)選地，所述的輪式機(jī)器人運(yùn)動到規(guī)劃路徑上的具體方法為：

通過輪式機(jī)器人當(dāng)前位置坐標(biāo)尋找最近的路徑線，計算當(dāng)前位置坐標(biāo)與該路徑線之間的垂足坐標(biāo)，然后輪式機(jī)器人運(yùn)動到該垂足坐標(biāo)處，同時將該垂足坐標(biāo)點作為新的路徑點。