[发明专利]一种检修机器人避碰规划方法

权利要求书

1.一种检修机器人避碰规划方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）建立极坐标柱状图：

激光测距仪探测障碍物与检修机器人的距离，并将测得的距离分布信息传给微型计算机，用极坐标下的柱状图表示，x轴表示激光束的序号，y轴表示该探测方向上的障碍物距离；

（2）通过阈函数简化极坐标柱状图：

建立机器人运动方程，

t=V(t)a,]]>

S(t)=V(t)t-12at2=V2(t)2a,]]>

其中：t为时间，V(t)为t时刻的实时速度，a为加速度，S(t)为t时间走过的距离；

对于探测方向i，

V(i,t)=(Vt→·di→)di=Vt·cos(θ(t)-i);|θ(t)-i|≤900;|θ(t)-i|≥90,]]>

S(i,t)=V2(i,t)2a=Vt2·cos2(θ(t)-i)2a;|θ(t)-i|≤900;|θ(t)-i|≥90,]]>

其中，V(i,t)为检修机器人t时刻在方向i上的速度，V_t为检修机器人的实时速度，d_i为检修机器人与i方向上障碍物间的距离，θ(t)为检修机器人随时间改变的前进方向，S(i,t)为检修机器人t时间在方向i上走过的距离，a为检修机器人的运动加速度；

建立阈函数：

W(i,t)=S(i,t)+R+D=Vt2·cos2(θ(t)-i)2a+R+D;|θ(t)-i|≤90R+D;|θ(t)-i|≥90,]]>

其中：V_t为检修机器人的实时速度，θ(t)为检修机器人随时间改变的前进方向，a为检修机器人的运动加速度，R为检修机器人自身尺寸的等效半径，D为从检修机器人到障碍物之间的安全距离；

将极坐标柱状图转化为二元柱状图：

H(i)=1d(i)≥W(i,t)0d(i)<W(i,t)]]>

其中：1表示机器人可以通行，0表示机器人不可以通行；

（3）根据评价函数选择检修机器人前进方向：

建立可通行区集合，

U＝{i|H(i)＝1}，

定义评价函数C，

C(i)＝K₁|i-Θ|+K₂|i-θ(t)|i∈U，

其中，K₁，K₂为常数，Θ为检修机器人的目标方向，θ(t)为检修机器人随时间改变的前进方向，

选取最佳行进方向：

C(Ω)＝minC(i),i∈U

其中：Ω为最优前进方向，minC(i)为可通行区中各方向的评价函数的最小值。

2.根据权利要求1所述的一种检修机器人避碰规划方法，其特征在于：所述将极坐标柱状图转化为二元柱状图，是把极坐标下柱状图中的距离分布和阈值函数公式、数据的比较转化为能直观表示机器人是否可以通行的二元柱状图，二元柱状图的横坐标为0～180°的扫描角，纵坐标的取值表示在0～180°范围内的每一个扫描角度上，机器人是否可以通行。