一种移动机器人路径规划方法技术

本发明专利技术提供了一种移动机器人路径规划方法，包括以下步骤：S100、扫描栅格地图中所有边界点，将边界点按层次加入待遍历端点列表中；S200、按工作需要定义某一点为起始点；S300、将起始点加入到closed序列中，表明该点已遍历；S400、检查待遍历端点列表中是否有未遍历端点；S500、若已全部遍历，则closed序列为机器人遍历路径，只需按序依次遍历端点即可完成地图遍历；若未完全遍历，则计算与当层最近端点距离S1以及与下一层最近端点距离S2；S600、若S1<S2则将当层最近端点作为起始点，否则将下一层最近端点作为起始点，回到步骤S300；S700、若已遍历到最后一层，且待遍历端点列表中仍有端点，则将与当前位置最近的最上层端点作为起始点，回到步骤S300。回到步骤S300。回到步骤S300。

【技术实现步骤摘要】
一种移动机器人路径规划方法


[0001]本专利技术涉及移动机器人领域，具体而言，涉及一种移动机器人路径规划方法。

技术介绍

[0002]对于移动机器人来说，在已知工作区域内进行全覆盖工作是非常重要的。过去的许多方案均采用了随机覆盖的算法，这类算法令机器人不间断地在工作区域内进行随意行动，遇到边界或障碍时则偏转一定角度。这类方法虽然简单易行，但无法确保将工作环境进行完全遍历，且耗时周期长，重复覆盖率较大，特别是应用在扫地机器人或扫拖机器人上时候，看起来就是随机行走，导致扫拖体验性不强，在一定程度上制约了移动机器人产业应用发展。
[0003]为使移动机器人能够在工作区域中进行准确定位及运动，设计一种面向移动机器人的全覆盖路径规划方法是非常必要的。

技术实现思路

[0004]基于此，为了解决现有的移动机器人存在的技术问题，本专利技术提供了一种移动机器人路径规划方法，其具体技术方案如下：
[0005]一种移动机器人路径规划方法，包括以下步骤：
[0006]S100、扫描栅格地图中所有边界点，将边界点按层次加入待遍历端点列表中；
[0007]S200、按工作需要定义某一点为起始点；
[0008]S300、将起始点加入到closed序列中，表明该点已遍历；
[0009]S400、检查待遍历端点列表中是否有未遍历端点；
[0010]S500、若已全部遍历，则closed序列为机器人遍历路径，只需按序依次遍历端点即可完成地图遍历；若未完全遍历，则计算与当层最近端点距离S1以及与下一层最近端点距离S2；
[0011]S600、若S1<S2则将当层最近端点作为起始点，否则将下一层最近端点作为起始点，回到步骤S300；
[0012]S700、若已遍历到最后一层，且待遍历端点列表中仍有端点，则将与当前位置最近的最上层端点作为起始点，回到步骤S300。
[0013]进一步的，所述栅格地图为平面地图，且所述平面地图上已按照移动机器人的大小作为每个栅格的大小对所述平面地图进行栅格化。
[0014]进一步的，所述步骤S100还包括：若仅需扫描栅格地图中的个别端点，则将所需扫描端点按层次加入待遍历端点列表中。
[0015]进一步的，初始情况为，将栅格地图的左上角端点定义为起始点。
[0016]进一步的，所述移动机器人包括端点序列生成模块以及端点序列排列模块，其中，
[0017]端点序列生成模块从栅格地图左上角开始并往左下角依次绘制若干平行且等间距的直线，并将直线覆盖于栅格地图上，记录直线与障碍交汇的端点，与所述端点最近的栅
格即为目标栅格；得到所有端点后，按预设规则将所有端点进行排序，最后按顺序将所有端点依次连接后，则移动机器人按照端点顺序依次遍历各个目标栅格。
[0018]进一步的，所述预设规则为，以从上到下的每条直线划分每一层并依次排序，每条直线从左到右作为每一层的依次排序。
[0019]进一步的，所述步骤S600还包括，通过计算当前位置与当前层最近端点距离S1以及当前位置与下一层最近端点距离S2。
[0020]进一步的，S1与S2通过以下式子求得：
[0021]f＝g+h
[0022]其中，f为每一可能经过的栅格与目标栅格的曼哈顿距离(在不考虑障碍物的情况下)，g为每个栅格的与当前栅格的曼哈顿距离，h为当前栅格与目标栅格的曼哈顿距离，S1与S2均属于f的集合。
[0023]本专利技术所取得的有益效果是：
[0024]1.通过使用本方法，使移动机器人在工作区域内按照需要对端点进行最短路径的遍历。
[0025]2.将所有需要遍历端点以队列形式进行组织，方便移动机器人对所有端点的遍历。
附图说明
[0026]从以下结合附图的描述可以进一步理解本专利技术。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。
[0027]图1是本专利技术实施例之一中一种移动机器人路径规划方法的流程示意图；
[0028]图2是本专利技术实施例之一中一种移动机器人路径规划方法的端点序列的生成过程图；
[0029]图3是本专利技术实施例之一中一种移动机器人路径规划方法的端点序列的选择示意图；
[0030]图4是本专利技术实施例之一中一种移动机器人路径规划方法的移动机器人进行一次寻路的寻路示意图。
具体实施方式
[0031]为了使得本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本专利技术，并不限定本专利技术的保护范围。
[0032]需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
[0033]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个
相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0034]本专利技术中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。
[0035]如图1、图2、图3以及图4所示，一种移动机器人路径规划方法，包括以下步骤：
[0036]S100、扫描栅格地图中所有边界点，将边界点按层次加入待遍历端点列表中；
[0037]S200、按工作需要定义某一点为起始点；
[0038]S300、将起始点加入到closed序列中，表明该点已遍历；
[0039]S400、检查待遍历端点列表中是否有未遍历端点；
[0040]S500、若已全部遍历，则closed序列为机器人遍历路径，只需按序依次遍历端点即可完成地图遍历；若未完全遍历，则计算与当层最近端点距离S1以及与下一层最近端点距离S2；
[0041]S600、若S1<S2则将当层最近端点作为起始点，否则将下一层最近端点作为起始点，回到步骤S300；
[0042]S700、若已遍历到最后一层，且待遍历端点列表中仍有端点，则将与当前位置最近的最上层端点作为起始点，回到步骤S300。
[0043]在本实施例的优选方案为，所述栅格地图为平面地图，且所述平面地图上已按照移动机器人的大小作为每个栅格的大小对所述平面地图进行栅格化。
[0044]在本实施例的优选方案为，所述步骤S100还包括：若仅需扫描栅格地图中的个别端点，则将所需扫描端点按层次加入待遍历端点列表中。
[0045]在本实施例的优选方案为，步骤S200具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种移动机器人路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：S100、扫描栅格地图中所有边界点，将边界点按层次加入待遍历端点列表中；S200、按工作需要定义某一点为起始点；S300、将起始点加入到closed序列中，表明该点已遍历；S400、检查待遍历端点列表中是否有未遍历端点；S500、若已全部遍历，则closed序列为机器人遍历路径，只需按序依次遍历端点即可完成地图遍历；若未完全遍历，则计算与当层最近端点距离S1以及与下一层最近端点距离S2；S600、若S1<S2则将当层最近端点作为起始点，否则将下一层最近端点作为起始点，回到步骤S300；S700、若已遍历到最后一层，且待遍历端点列表中仍有端点，则将与当前位置最近的最上层端点作为起始点，回到步骤S300。2.如权利要求1所述的一种移动机器人路径规划方法，其特征在于，所述栅格地图为平面地图，且所述平面地图上已按照移动机器人的大小作为每个栅格的大小对所述平面地图进行栅格化。3.如权利要求2所述的一种移动机器人路径规划方法，其特征在于，所述步骤S100还包括：若仅需扫描栅格地图中的个别端点，则将所需扫描端点按层次加入待遍历端点列表中。4.如权利要求2所述的一种移动机器人路径规划方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑焕楠，王志锋，陈友鹏，李国年，王培洲，许文燕，杜玉香，童俊，范金威，操健，
申请(专利权)人：广州南洋理工职业学院，
类型：发明
国别省市：