[發明專利]基于RGBD深度相機的移動機器人建圖與路徑規劃方法

在審

• 申請號: 202110528159.0
• 申請日: 2021-05-14
• 公開（公告）號: CN113296504A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 包建華;王振龍
• 申請（專利權）人: 江蘇師范大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 馬進

1.基于RGBD深度相機的移動機器人建圖與路徑規劃方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：在ROS機器人操作平臺上啟動機器人底盤節點、深度相機節點以及RGBD-SLAM節點；

S2：開啟Rviz三維可視化平臺，使用arbotix_gui進行移動機器人建圖；

S3：啟動ROS移動機器人導航節點，在arbotix_gui關閉的情況下進行導航測試；

S4：根據導航測試結果修正建圖設置的障礙物膨脹參數等數據；

S5：使用A*改進算法將規劃的路徑分割為多個節點，在小區域內對移動機器人進行追蹤，遇到未知障礙物時重新調用改進A*算法。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S1具體為：

在ubuntu開發環境下打開ROS機器人操作終端，遠程連接機器人，然后啟動底盤節點、深度相機節點以及RGBD-SLAM節點，打開深度圖像話題。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S2具體為：

使用arbotix_gui進行移動機器人建圖，設置機器人最大的x方向速度0.3m/s，最大的y方向速度0.2m/s，最大的z方向旋轉速度為1.2rad/s。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟S2還包括：通過更改類型Rtabmapcloud的參數Style和Size，來調節3D地圖的顯示效果。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S5具體為：

利用標準A*算法計算當前位置四周位置的成本，選取成本最低的位置作為下一個位置點稱作節點，以此類推擴展以后的節點，直到目標點。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟S5具體為：

A*算法使用評價函數來評估下一個節點的優先級，其形式為：

f(n)＝g(n)+αh(n)

其中n表示節點，f(n)表示綜合代價值，值越小優先級越高；g(n)表示起點到達節點n的成本值；h(n)表示節點n到達目的地的代價值，即A*算法中的啟發值，α為動態參數；

啟發函數h(n)在估價函數f(n)中所占的比重通過調整動態參數α的值大小來調節。在路徑規劃初期，給α賦予一個小的值，用以提高建圖搜索的精度；在搜索的后期，給α賦予一個較大的值，提高搜索的效率；依次判斷第N個節點和初始點之間是否有障礙物，若沒有且第N+1個節點與初始點之間也不存在障礙物，則第N個節點將被歸類為冗余節點，被棄用；若第N個節點和初始點之間沒有障礙物，但是第N+1個節點與第N個節點之間有障礙物，則將第N個節點定義為一個新的初始點；逐步采用二分法判斷第N個節點是否為初始點，直至分至最小單元。