[發明專利]一種路徑導航方法

在審

• 申請號: 202110419195.3
• 申請日: 2021-04-19
• 公開（公告）號: CN113124875A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 馬春鵬
• 申請（專利權）人: 北京慶龍科技有限公司
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種路徑導航方法，屬于路徑規劃技術領域，本發明提供一種路徑導航方法，首先獲取建筑信息模型，并提取建筑信息模型中所包含的障礙物幾何信息，同時利用障礙物幾何信息建立路徑導航地圖；根據路徑導航地圖利用全局搜索代價函數來獲取原始目標路徑，并對原始目標路徑進行冗余路徑點和冗余轉折點刪除，得到去除冗余轉折點的目標路徑，最后將除冗余轉折點的目標路徑進行平滑處理得到最優目標路徑。本發明通過對原始目標路徑依次進行冗余路徑點和冗余轉折點刪除處理和平滑處理，可以使本發明規劃的目標路徑轉折角大大減少，路徑更短、更平滑，使機器人能連續在目標路徑上運動，提高了機器人的工作效率。

技術領域

本發明屬于路徑規劃技術領域，更具體地說，是涉及一種路徑導航方法。

背景技術

傳統的移動機器人自主導航地圖的建立主要運用SLAM(simultaneouslocalization and mapping，即時定位與地圖構建)技術，即在機器人對周圍環境部分已知甚至完全未知的狀態下，根據自身傳感器獲取的相關信息，完成對當前環境地圖的構建與自身定位。該過程需要事先操作機器人在未知環境下進行完整的巡視檢測，由外部傳感器充分采集環境信息來構建地圖，數據計算量大。對于建筑機器人而言，其本體尺寸、施工環境空間均很大，而移動速度則較為緩慢，故該方法用于建筑機器人將耗時、耗能。

路徑規劃旨在已知障礙物環境的前提下，為機器人規劃出一條從起點到終點的最優路徑。目前，運用于該類問題的算法主要包括A*算法。A*算法是一種適用于地圖環境已知的全局路徑規劃算法，它可以保證在提高搜索效率的同時找到一條最優路徑。A*算法最優節點之間使用動態窗口法進行局部避障，但是由于未考慮其輸出的控制參數對機器的影響，在實際控制機器人運動過程中會導致機器人運動不連續，降低了機器人工作效率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種路徑導航方法，旨在解決現有路徑規劃算法在對機器人路徑進行規劃時，導致機器人運動不連續，降低了機器人工作效率的問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種路徑導航方法，包括：

步驟1：獲取建筑信息模型；

步驟2：將所述建筑信息模型轉換為IFC格式文件；

步驟3：提取所述IFC格式文件中所包含的障礙物幾何信息；

步驟4：根據所述障礙物幾何信息建立路徑導航地圖；

步驟5：根據所述路徑導航地圖利用全局路徑搜索代價函數獲取原始目標路徑；

步驟6：將所述原始目標路徑中的冗余路徑點刪除，生成去除冗余路徑點的目標路徑；

步驟7：將所述去除冗余路徑點的目標路徑中的冗余轉折點刪除，生成去除冗余轉折點的目標路徑；

步驟8：對所述去除冗余轉折點的目標路徑進行平滑處理得到最優目標路徑。

優選的，所述步驟4：根據所述障礙物幾何信息建立路徑導航地圖，包括：

步驟4.1：建立二維柵格圖，其中所述二維柵格圖的行、列柵格數生成公式為：

其中，N_r為行柵格數，N_c為列柵格數，x_max為建筑信息模型在x軸上的最大值，y_max為建筑信息模型在y軸上的最大值，s為步長；

步驟4.2：將所述障礙物幾何信息映射到所述二維柵格圖中，生成所述路徑導航地圖。

優選的，所述步驟5：根據所述路徑導航地圖利用全局路徑搜索代價函數獲取原始目標路徑，包括：

步驟5.1：獲取路徑導航地圖上當前位置節點和終點位置節點；