[發明專利]一種基于改進A-star算法的機器人路徑規劃方法

有效

• 申請號: 202011273299.X
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112327856B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 何光層;陳宇民;常景;葉志祥;楊俊峰;桑文君;劉崇基;周寒英;董治洲
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司保山供電局
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G01C21/34
• 代理公司: 昆明正原專利商標代理有限公司 53100
• 代理人: 金耀生;亢能

1.一種基于改進A-star算法的機器人路徑規劃方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟（1）確定機器人初始點、目標點以及障礙物位置

根據消防機器人所在環境進行柵格地圖建模，確定機器人初始點、目標點以及障礙物位置；

步驟（2）計算距離代價值

根據步驟（1）中機器人初始點，對機器人進行八向搜尋，計算八個擴展點到目標點的距離代價值；

步驟（3）位置更新

根據步驟（2）中的距離代價值的基礎上，比較障礙物的相對位置，對靠近障礙物的擴展點方向進行剔除，選擇距離代價值最小的方向，更新當前位置；

步驟（4）搜索初始路徑

根據步驟（3）中所述的擴展點方向，利用A-star算法在柵格地圖中搜索出一條隔離障礙選向之后的初始路徑；

步驟（5）初始路徑的平滑處理

對步驟（4）的初始路徑，采用三次樣條插值進行平滑處理；

步驟（6）路徑規劃

判斷環境是否改變，對步驟（5）平滑處理后的始路徑進行更新，得到最終規劃完成的路徑。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟（1）中，首先初始化算法，建立OPEN表和CLOSE表，根據機器人所在環境建立柵格化地圖模型，具體步驟為：

1.1、將地圖分割為由若干個大小相同的正方形組成的有界區域，每一個網格稱為一個單元，每個單元位置坐標為（xp，yq），其中p，q為地圖橫、縱向柵格序數；

1.2、用一條直線在固定方向掃描柵格地圖；

1.3、當掃描線掃入時，確認機器人初始位置坐標、目標位置坐標以及障礙物位置坐標；

1.4、初始節點放入OPEN列表中并使CLOSE列表為空。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于：步驟（2）中，根據步驟（1）中所述的機器人初始點，對機器人進行八向搜尋，計算八個擴展點到目標點的路徑成本，具體步驟為：

2.1、以機器人初始位置為中心，周圍8個方格O_i為當前節點S的擴展點，該當前節點S稱為每個對應擴展點O_i的父節點，其中i取值為1，2，…8；

2.2、計算每個擴展點O_i到目標點G的路徑成本F(n)

F(n)= G(n)+ H(n)；

其中，G(n)是擴展點O_i移動到指定方格的移動路徑成本，H(n)為從指定方格移動到目標點的路徑估算成本。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：步驟（3）的具體步驟如下：

3.1、計算當前節點與障礙物節點的相對位置，若當前節點的擴展點O_i緊鄰障礙物節點，則剔除該擴展點；

3.2、選擇剩下的擴展點中路徑成本F(n)最小的為擴展方向，并更新當前位置S為路徑成本F(n)最小的擴展點。