一种机器人自主构建室内地图的路径规划法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人自主构建室内地图的路径规划 算法。
【背景技术】
[0002] 目前移动机器人常用的地图描述方法有四种：栅格地图、拓扑地图、直接表征法和 几何特征地图，由于机器人对所测得的障碍物具体位置不太敏感，需研发一种具有直观简 洁、分辨率可变、容易创建和存储等特点，适用于室内环境路径规划地图模型的建立的路径 规划法。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种机器人自主构建室内地图的 路径规划法，该路径规划法直观简洁、分辨率可变、容易创建和存储。
[0004] 为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。
[0005] -种机器人自主构建室内地图的路径规划法，包括如下步骤： 步骤1 :初始化； 步骤2 :采用激光雷达采集数据和SLAM构建地图； 步骤3 :采用静态牛耕模式决策下个准构图节点； 步骤4 :决策出下个准构图节点，则进入局部动态优先级模式确定下个构图节点； 步骤5 :决策出下个构图节点，则利用A*算法规划出到下个构图节点的路径； 步骤6 :根据规划出的路径，机器人运动到下一个构图点； 步骤7 :运用"死胡同"逃离策略在构图路径中查找逃离节点； 步骤8 :当查找到逃离目标后，则利用A*算法规划逃离路径； 步骤9 :构图完成，路径规划结束。
[0006] 其中，所述静态牛耕模式的公式为
[0007] 其中，所述A*算法的公式为.
其中:逾>)是指起始节点S运动到节 点的消耗值；術！是指节点运动到目标节点G估计的消耗值；是指从起点节点经过节 点到达目标节点的最小代价路径的估计值。
[0008] 本发明的有益效果为：本发明所述的一种机器人自主构建室内地图的路径规划 法，包括如下步骤：步骤1 :初始化；步骤2 :采用激光雷达采集数据和SLAM构建地图；步骤 3 :采用静态牛耕模式决策下个准构图节点；步骤4 :决策出下个准构图节点，则进入局部动 态优先级模式确定下个构图节点；步骤5 :决策出下个构图节点，则利用A*算法规划出到下 个构图节点的路径；步骤6 :根据规划出的路径，机器人运动到下一个构图点；步骤7 :运用 "死胡同"逃离策略在构图路径中查找逃离节点；步骤8 :当查找到逃离目标后，则利用A*算 法规划逃离路径；步骤9 :构图完成，路径规划结束，本发明具有直观简洁、分辨率可变、容 易创建和存储的优点。
【附图说明】
[0009] 下面利用附图来对本发明进行进一步的说明，但是附图中的实施例不构成对本发 明的任何限制。
[0010] 图1为本发明的路径规划算法流程。
【具体实施方式】
[0011] 下面结合具体的实施方式来对本发明进行说明。
[0012] 如图1所示，一种机器人自主构建室内地图的路径规划法，包括如下步骤： 步骤1 :初始化； 步骤2 :采用激光雷达采集数据和SLAM构建地图； 步骤3 :采用静态牛耕模式决策下个准构图节点； 步骤4 :决策出下个准构图节点，则进入局部动态优先级模式确定下个构图节点； 步骤5 :决策出下个构图节点，则利用A*算法规划出到下个构图节点的路径； 步骤6 :根据规划出的路径，机器人运动到下一个构图点； 步骤7 :运用"死胡同"逃离策略在构图路径中查找逃离节点； 步骤8 :当查找到逃离目标后，则利用A*算法规划逃离路径； 步骤9 :构图完成，路径规划结束。
[0013] 进一步的，所述静态牛耕模式的公式为
[0014] 进一步的，所述A*算法的公式为
其中是指起始节点S运动 到节点的消耗值；是指节点运动到目标节点G估计的消耗值；及砂是指从起点节点经 过节点到达目标节点的最小代价路径的估计值。
[0015] 需更进一步的解释，本发明采用栅格法描述，机器人有八个前进方向，假定走正 方位的距离为则走斜方位的距离为6 HK/5,取近似值为14,则代价函数的表示如下：
式中，赛/_表示节点的父节点到目标节点S的消 耗值；成表示节点到其父节点消耗值；*(略的估计方法有很多，在栅格地图常用的方法为 曼哈顿距离估计、欧氏距离估计，本文使用的是曼哈顿距离估计，忽略了对角距离，具体表 示如下：
其中：:釋代表节点的坐标，;霧￥:和代表目标节点G 的坐标；"死胡同"逃离策略：机器人在构图路径规划时，会以堆栈的数据结构存储构图节 点路径，当机器人进入"死胡同"时，会以"先进后出"的策略逐个搜索构图节点滚动窗口以 外栅格，查找出可逃离的节点。
[0016] 以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的 思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明 的限制。
【主权项】
1. 一种机器人自主构建室内地图的路径规划法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1 :初始化； 步骤2 :采用激光雷达采集数据和SLAM构建地图； 步骤3 :采用静态牛耕模式决策下个准构图节点； 步骤4 :决策出下个准构图节点，则进入局部动态优先级模式确定下个构图节点； 步骤5 :决策出下个构图节点，则利用A*算法规划出到下个构图节点的路径； 步骤6 :根据规划出的路径，机器人运动到下一个构图点； 步骤7 :运用"死胡同"逃离策略在构图路径中查找逃离节点； 步骤8 :当查找到逃离目标后，则利用A*算法规划逃离路径； 步骤9 :构图完成，路径规划结束。2. 根据权利要求1所述的一种机器人自主构建室内地图的路径规划法，其特征在于： 所述静态牛耕模式的公式为3. 根据权利要求1所述的一种机器人自主构建室内地图的路径规划法，其特征在于： 所述A*算法的公式为/知）二君知) +Κκ)，其中换:)是指起始节点S运动到节点的消耗 值；满g是指节点运动到目标节点G估计的消耗值；巧对是指从起点节点经过节点到达目 标节点的最小代价路径的估计值。
【专利摘要】本发明公开了一种机器人自主构建室内地图的路径规划法，包括如下步骤：步骤1：初始化；步骤2：采用激光雷达采集数据和SLAM构建地图；步骤3：采用静态牛耕模式决策下个准构图节点；步骤4：决策出下个准构图节点，则进入局部动态优先级模式确定下个构图节点；步骤5：决策出下个构图节点，则利用A*算法规划出到下个构图节点的路径；步骤6：根据规划出的路径，机器人运动到下一个构图点；步骤7：运用“死胡同”逃离策略在构图路径中查找逃离节点；步骤8：当查找到逃离目标后，则利用A*算法规划逃离路径；步骤9：构图完成，路径规划结束，本发明具有直观简洁、分辨率可变、容易创建和存储的优点。
【IPC分类】G05D1/02
【公开号】CN105320134
【申请号】CN201510701063
【发明人】杜元源, 曾碧, 林伟
【申请人】广东雷洋智能科技股份有限公司, 广东工业大学
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年10月26日