[發(fā)明專利]一種智能移動機器人全局路徑規(guī)劃方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011147139.0
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112284393B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發(fā)明（設計）人: 林睿;孫立寧
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州大學
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G05D1/02
• 代理公司: 蘇州謹和知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(特殊普通合伙) 32295
• 代理人: 呂超

1.一種智能移動機器人全局路徑規(guī)劃方法，其特征在于，包括：

S1，確定作業(yè)全局信息，對所述作業(yè)全局的場景進行格柵化后獲得全局柵格地圖；

S2，對所述全局柵格地圖設置行駛規(guī)則以及設置特殊區(qū)域；

S3，將所述全局柵格地圖的柵格值離散化，定義移動機器人通過的區(qū)域與障礙物的間距大于所述移動機器人的外接圓半徑，所述全局柵格地圖的柵格值的范圍為0～255或0～1023，其中，所述全局柵格地圖的柵格值通過下式計算獲得：f_cost＝e^-w(d-r)·252(d＞r)，式中，d為到最近障礙物的距離，r為移動機器人的外接圓半徑，w為調(diào)節(jié)系數(shù)；

S4，采用A*算法對所述全局柵格地圖定義通行值，所述移動機器人距離所述障礙物越近，所述通行值越高；

S5，根據(jù)所述通行值、所述機器人的配置參數(shù)以及所述移動機器人的起始點和目標點，輸出所述柵格地圖中一系列連續(xù)的路徑點坐標值；

S6，檢測所述移動機器人當前所處柵格的通行值，設置所述移動機器人的行進速度。

2.如權(quán)利要求1所述智能移動機器人全局路徑規(guī)劃方法，其特征在于，所述特殊區(qū)域包括禁行區(qū)、右行區(qū)、抵制區(qū)、禁行線和單行線中至少一種。

3.如權(quán)利要求2所述智能移動機器人全局路徑規(guī)劃方法，其特征在于，所述S2，包括：

通過設置所述全局柵格地圖的柵格值在第一預定區(qū)域獲得禁行區(qū)、右行區(qū)、抵制區(qū)、禁行線，通過限制所述全局柵格地圖的柵格擴散在第二預定區(qū)域設置單行線。

4.如權(quán)利要求1所述智能移動機器人全局路徑規(guī)劃方法，其特征在于，在所述S5之后，還包括：

通過激光傳感器、多普勒雷達實時感知周圍環(huán)境信息，對所述移動機器人在所述柵格地圖中進行全局定位。

5.如權(quán)利要求4所述智能移動機器人全局路徑規(guī)劃方法，其特征在于，在所述S5之后，還包括：

接收柵格值調(diào)整指令，調(diào)整所述全局柵格地圖的柵格值。

6.一種智能移動機器人全局路徑規(guī)劃系統(tǒng)，其特征在于，包括：

柵格地圖轉(zhuǎn)換模塊，用于根據(jù)輸入的作業(yè)全局的場景進行格柵化后，輸出格柵化地圖；

行駛規(guī)則與特殊區(qū)域設置模塊，與所述柵格地圖轉(zhuǎn)換模塊連接，用于對所述格柵化地圖設置行駛規(guī)則以及設置特殊區(qū)域；

地圖離散化模塊，與所述柵格地圖轉(zhuǎn)換模塊、所述行駛規(guī)則與特殊區(qū)域設置模塊連接，用于將所述全局柵格地圖的柵格值離散化，定義移動機器人通過的區(qū)域與障礙物的間距大于所述移動機器人的外接圓半徑，所述全局柵格地圖的柵格值的范圍為0～255或0～1023，其中，所述全局柵格地圖的柵格值通過下式計算獲得：f_cost＝e^-w(d-r)·252(d＞r)，式中，d為到最近障礙物的距離，r為移動機器人的外接圓半徑，w為調(diào)節(jié)系數(shù)；

A*算法路徑規(guī)劃模塊，與所述地圖離散化模塊連接，接收所述移動機器人的起始點和目標點，采用A*算法對所述全局柵格地圖定義通行值后，向所述移動機器人輸出所述柵格地圖中從所述起始點到所述目標點一系列連續(xù)的路徑點坐標值；

行進速度限制模塊，與所述A*算法路徑規(guī)劃模塊連接，用于根據(jù)所述移動機器人通過的當前柵格的通行值，設定所述移動機器人的行進速度。

7.如權(quán)利要求6所述智能移動機器人全局路徑規(guī)劃系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述地圖離散化模塊連接的柵格值設置模塊，用于接收柵格值調(diào)整指令，調(diào)整所述全局柵格地圖的柵格值。