计算所有路径中最优的路径，比如通 过计算经过栅格的运动代价和得到每条路径的路径代价，优先选择路径代价小的路径。该 路径代价要大于等于〇。
[0092] 如果前方有障碍物，小车无法向前运动，则给最优前向运动路径一个负代价。
[0093] 此时车辆进入后向逃逸状态，逃离一定距离后，重新获取路径。
[0094] 4.车辆正处于后向运动状态或是目标位置在车辆的正后方，则在车辆的后向运动 空间内进行搜索，找出一条最优的后向运动路径。
[0095] 如果后方有障碍物，车辆无法向后运动，则给该最优路径一个负的代价。然后将前 向最优路径和后向最优路径进行比较，找到最优的无碰路径，并进入前向或后向运动状态。
[0096] 如果小车此时前向方向也有障碍物，那么小车就停止。
[0097] 图5为本发明一种适用于非全向移动车辆的智能导航系统的结构框图，包括：
[0098] 环境获取模块，用于获取车辆的环境信息；
[0099] 地图模块，用于根据所述环境信息创建栅格地图和运动代价地图；
[0100] 设定模块，用于设定车辆的目标位置，并在所述栅格地图上转换为坐标；
[0101] 状态获取模块，用于获取车辆的实时状态信息；
[0102] 判断模块，根据所述目标位置和所述实时状态信息判断车辆运行状态；
[0103] 导航模块，根据车辆运行状态和所述运动代价地图对所述车辆进行导航。
[0104] 下面详细阐述本发明的工作过程：
[0105] 具体的，通过激光测距仪扫描室内环境，并将环境信息提供给地图模块。本发明中 的环境获取模块包括激光测距仪。
[0106] 地图模块根据环境信息创建栅格地图，并根据栅格地图中栅格的通行难易程度对 栅格进行分类并赋予运动代价，生成运动代价地图。
[0107] 通过设定模块设定车辆的目标位置，并在栅格地图上转换为坐标。
[0108] 状态获取模块获取车辆的实时状态信息，其中实时状态信息包括所述车辆的环境 信息、当前位置、当前方向、前轮转向角、速度和角速度。具体的，本发明中通过在车辆上安 装编码器，获取左右轮的行走距离和速度来计算车辆的前轮转向角和角速度等信息。
[0109] 判断模块根据目标位置与车辆当前位置及实时状态信息判断车辆处于何种运行 状态，运行状态包括转向状态、前向运动状态、后向运动状态、前向逃逸状态和后向逃逸状 ??τ O
[oho] 导航模块分别根据车辆不同的运行状态结合运动代价地图对所述车辆进行导航， 优先选择路径代价小且无碰撞的路径行走，从而到达目标位置。
[0111] 本发明提供的一种适用于非全向移动车辆的智能导航方法，根据事先建立的栅格 地图来确定车辆自身的位姿，使用激光测距仪来观测环境的实时变化，在智能控制逻辑下 实现对动态障碍物的实时避障并完成导航任务。
[0112] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形，而不脱离本发明的 精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内， 则本发明也包含这些改动和变形在内。
【主权项】
1. 一种适用于非全向移动车辆的智能导航方法，其特征在于，包括： 步骤1扫描室内环境，建立栅格地图，并建立平面坐标系； 步骤2在所述栅格地图上生成运动代价地图； 步骤3设定车辆的目标位置，并在所述栅格地图上转换为坐标； 步骤4获取车辆的实时状态信息； 步骤5根据所述目标位置和所述实时状态信息判断所述车辆运行状态，并根据所述车 辆运行状态和所述运动代价地图对所述车辆进行导航。2. 如权利要求1所述的适用于非全向移动车辆的智能导航方法，其特征在于： 所述步骤S2根据所述栅格地图中栅格的通行难易程度对栅格进行分类并赋予运动代 价，生成所述运动代价地图。3. 如权利要求2所述的适用于非全向移动车辆的智能导航方法，其特征在于： 距离障碍物越近的所述栅格，通行程度越难，所述运动代价越高；距离障碍物越远的栅 格，通行程度越易，所述运动代价越低；距离障碍物大于设定阈值的所述栅格，所述运动代 价最低，且不再变化。4. 如权利要求3所述的适用于非全向移动车辆的智能导航方法，其特征在于： 所述实时状态信息包括所述车辆的环境信息、当前位置、当前方向、前轮转向角、速度 和角速度。5. 如权利要求4所述的适用于非全向移动车辆的智能导航方法，其特征在于： 所述当前位置由激光测距仪扫描周围环境，与所述栅格地图比对获取。6. 如权利要求4所述的适用于非全向移动车辆的智能导航方法，其特征在于： 步骤5中车辆的所述运行状态包括转向状态、前向运动状态、后向运动状态、前向逃逸 状态和后向逃逸状态。7. 如权利要求6所述的适用于非全向移动车辆的智能导航方法，其特征在于： 所述步骤5具体包括： Sl判断车辆处于逃逸状态，则保持原来的逃逸方向，直到逃逸出规定距离，重新规划路 径；否则，进入步骤S2; S2以所述车辆当前位置为原点，计算出所述目标位置相对于车辆当前位置的目标方 向，判断所述车辆的所述当前朝向与所述目标方向的夹角是否大于预设值，若是，则判断所 述车辆需要进行转向，进入步骤S21 ;若否，则进入步骤S3， S21根据车辆的所述环境信息、所述当前位置、所述速度和所述前轮转向角判断车辆是 否可以转向，若是，则进入转向状态，否则，进入步骤S3 ; S3判断是否考虑后向运动，若否，进入步骤S31，若是，进入步骤S4; S31根据运动代价地图判断车辆的前向运动代价是否为非负，若是，则进入前向运动状 态，若否，则进入步骤S5 ; S4根据运动代价地图判断车辆的前向运动代价或后向运动代价是否均为非负，若是， 进入步骤S41，否则进入步骤S5 ; S41比较所述前向运动代价与所述后向运动代价，若所述前向运动代价小，则进入前向 运动状态，否则进入后向运动状态； S5根据运动代价地图判断后向逃逸运动代价是否为非负，若是则进入后向逃逸状态， 否则进入前向逃逸状态。8. -种使用1-7项权利要求所述方法的适用于非全向移动车辆的智能导航系统，其特 征在于，包括： 环境获取模块，用于获取车辆的环境信息； 地图模块，用于根据环境信息创建栅格地图和运动代价地图； 设定模块，用于设定车辆的目标位置，并在所述栅格地图上转换为坐标； 状态获取模块，用于获取车辆的实时状态信息； 判断模块，根据所述目标位置、所述实时状态信息判断车辆状态并根据所述运动代价 地图确定车辆运行状态； 导航模块，根据车辆状态、所述运动代价地图及所述判断模块的判断情况对所述车辆 进行导航。9. 如权利要求8所述的适用于非全向移动车辆的智能导航系统，其特征在于： 所述实时状态信息包括所述车辆的环境信息、当前位置、当前方向、前轮转向角、速度 和角速度。10. 如权利要求8或9所述的适用于非全向移动车辆的智能导航系统，其特征在于： 所述运行状态包括转向状态、前向运动状态、后向运动状态、前向逃逸状态和后向逃逸 状态。
【专利摘要】本发明提供了一种适用于非全向移动车辆的智能导航方法，包括：步骤1扫描室内环境，建立栅格地图，并建立平面坐标系；步骤2在所述栅格地图上建立车辆运动代价地图；步骤3设定车辆的目标位置，并在所述栅格地图上转换为坐标；步骤4获取车辆的实时状态信息；步骤5根据所述目标位置和所述实时状态信息判断所述车辆状态，并根据所述车辆状态和所述运动代价地图对所述车辆进行导航。
【IPC分类】G01C21/00
【公开号】CN105043376
【申请号】CN201510313385
【发明人】张小*, 陈宗海, 王鹏, 章征贵
【申请人】上海物景智能科技有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年6月4日