【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器人，具体涉及一种激励机器人靠右绕障的导航方法、系统、设备和存储介质。
技术介绍
1、随着移动机器人应用的普及，公共场合中移动机器人的密度越来越高，机器人在导航过程中与人相遇或与其他机器人相遇的情况越来越频繁。现有技术，机器人导航时碰到对向的障碍物（行人或其他机器人），通常从随机方向绕过障碍物，可能从左边绕过也可能从右边绕过。这种不遵守人类靠右行的约定的导航行为带来的不确定性，不但会影响人们的通行效率，而且当多个机器人在窄走廊对向相遇时可能互不相让，最终堵死走廊，使整个多机器人系统停摆。
2、mppi控制器全称：模型预测路径积分控制器。mppi控制器是一个预测控制器，是teb和纯路径跟踪mpc控制器的继任者。它使用基于采样的方法来选择最优轨迹，在连续迭代中进行优化。它包含基于插件的代价函数，便于定制和扩展以适应各种行为和行为属性。该控制器目前适用于差分、全向和阿克曼型机器人。
3、mppi算法是mpc的一种变体，通过迭代方法为机器人找到控制速度。利用上一个时间步的最优控制序列和机器人的当前状态，施加一组来自高斯分布的随机扰动。基于机器人运动模型，这些带噪声的控制信号通过前向仿真生成一组轨迹。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术中的不足，提供一种激励机器人靠右绕障的导航方法、系统、设备和存储介质。
2、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种激励机器人靠右绕障的导航方法，使用mppi控制器生成多条导航
4、为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
5、进一步地，所述建立激励机器人靠右绕障的代价函数具体为：
6、设参考路径与动态障碍物相交的第一个点为路径点p(x0,y0,θ0)，x0 为路径点p的横坐标，y0为路径点p的纵坐标，θ0是路径点p处的方向向量的方向角；
7、计算导航轨迹末端点t(x1,y1)到路径点p(x0,y0,θ0)所在直线的距离l1；x1为导航轨迹末端点t的横坐标，y1为导航轨迹末端点t的纵坐标；
8、计算导航轨迹末端点t(x1,y1)到前视点f(x2,y2)的欧式距离l2，计算公式如下：
9、
10、式中，x2表示前视点的横坐标，y2表示前视点的纵坐标；
11、将导航轨迹末端点到路径点所在直线的距离l1转换为第一代价函数：
12、
13、式中，cost1表示第一代价函数，w表示权重系数，a表示第一衰减系数，b表示第二衰减系数；
14、将导航轨迹末端点到前视点的欧式距离l2转换为第二代价函数：
15、
16、式中，cost2为第二代价函数；
17、计算总代价函数：
18、
19、式中，cost为总代价函数，由总代价函数计算得到导航轨迹的总代价值。
20、进一步地，所述计算导航轨迹末端点t(x1,y1)到路径点p(x0,y0,θ0)所在直线的距离l1为：
21、路径点p处的方向向量表示为：
22、
23、从路径点p(x0,y0,θ0)到导航轨迹末端点t(x1,y1)的向量表示为：
24、
25、式中，x1为导航轨迹末端点t的横坐标，y1为导航轨迹末端点t的纵坐标；
26、距离l1的计算公式如下：
27、
28、因为，所以最终的距离公式为。
29、本专利技术还提出一种激励机器人靠右绕障的导航系统，包括：
30、mppi控制器，用于生成多条导航轨迹；
31、代价函数建立模块，用于建立激励机器人靠右绕障的代价函数；
32、轨迹选择模块，用于基于所述代价函数评价每一条导航轨迹的总代价值，驱动机器人沿总代价值最小的导航轨迹绕障。
33、本专利技术还提出一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行计算机程序时，实现如上所述的激励机器人靠右绕障的导航方法。
34、本专利技术还提出一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序使计算机执行如上所述的激励机器人靠右绕障的导航方法。
35、本专利技术的有益效果是：当参考路径从障碍物中间穿过，右侧穿过，或中间偏左一点穿过时，从右侧绕障。当参考路径从障碍物非常偏左的地方穿过时才从左侧绕障。当障碍物尺寸很大时，机器人不会无限制的绕障，当达到最大绕障距离后，会停止绕障，并上报，等待新的参考路径。本专利技术提高人机交互、机器人之间交互的效率和智能化程度。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种激励机器人靠右绕障的导航方法，使用MPPI控制器生成多条导航轨迹，其特征在于，建立激励机器人靠右绕障的代价函数，基于所述代价函数评价每一条导航轨迹的总代价值，驱动机器人沿总代价值最小的导航轨迹绕障。
2.如权利要求1所述的激励机器人靠右绕障的导航方法，其特征在于，所述建立激励机器人靠右绕障的代价函数具体为：
3.如权利要求2所述的激励机器人靠右绕障的导航方法，其特征在于，所述计算导航轨迹末端点T(x1,y1)到路径点P(x0,y0,θ0)所在直线的距离L1的计算方法如下：
4.一种激励机器人靠右绕障的导航系统，其特征在于，包括：
5.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行计算机程序时，实现如权利要求1-3任一项所述的激励机器人靠右绕障的导航方法。
6.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序使计算机执行如权利要求1-3任一项所述的激励机器人靠右绕障的导航方法。
【技术特征摘要】
1.一种激励机器人靠右绕障的导航方法，使用mppi控制器生成多条导航轨迹，其特征在于，建立激励机器人靠右绕障的代价函数，基于所述代价函数评价每一条导航轨迹的总代价值，驱动机器人沿总代价值最小的导航轨迹绕障。
2.如权利要求1所述的激励机器人靠右绕障的导航方法，其特征在于，所述建立激励机器人靠右绕障的代价函数具体为：
3.如权利要求2所述的激励机器人靠右绕障的导航方法，其特征在于，所述计算导航轨迹末端点t(x1,y1)到路径点p(x0,y0,...
【专利技术属性】
技术研发人员：王运志，
申请(专利权)人：江苏中科重德智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。