[发明专利]一种步长可变地图生成方法

权利要求书

1.一种步长可变地图生成方法，其特征在于：它包括如下步骤：

S1：三维地图分层处理，三维地图的输入之后，根据机器人的高度，将机器人分为底盘部分，躯干部分，头部三层，将三维地图也按这种分法分为3层三维地图，分别为底盘部分地图，躯干部分地图，头部地图；

S2：二维障碍点地图生成，将躯干部分地图映射到二维地图，形成二维障碍点地图；

S3：非障碍点地图生成，由二维障碍点地图生成非障碍点地图；

S4：建立非障碍节点间联系，构成一张完整的步长可变地图。

2.根据权利要求1所述的一种步长可变地图生成方法，其特征在于：所述的三维地图分层处理步骤包括如下子步骤：

S11：利用坐标跟踪和转换库对三维环境地图进行坐标变换，使得三维环境地图的坐标系的xoy平面与地面平行；

S12：通过KD-tree方法对三维环境地图的数据组织和排序；

S13：根据机器人的高度将机器人分为底盘部分，躯干部分以及头部；

S14：将三维环境地图按机器人的分层进行水平切割，分成三层不同的三维环境地图。

3.根据权利要求2所述的一种步长可变地图生成方法，其特征在在于：所述的二维障碍点地图生成步骤包括如下子步骤：

S21：将步骤S1中得到的三层三维环境地图中的躯干部分三维图映射到二维平面；

S22：对得到的二维平面地图进行去噪处理，以二维地图上的每个障碍点作为圆点，以阈值半径r0作为半径画圆，判断在该圆内的障碍点个数是否大于阈值K，如果大于，则保留该点，否则去除；

S23：对去噪处理后的二维地图作进一步的降采样处理，得到一张二维障碍点地图。

4.根据权利要求3所述的一种步长可变地图生成方法，其特征在在于：所述的非障碍点地图生成包括如下子步骤：

S31：在一张障碍图中，给定一个初始的非障碍点，计算最靠近该非障碍点的障碍点，非障碍点到障碍点的距离为r，已知机器人底盘半径为R，如果r大于R，则说明该初始的非障碍点有效，否则，重新选取初始的非障碍点，再次重复以上过程；

S32：以选取的非障碍点作为圆点，r为半径画初始圆，将初始圆作k等分，k＞1，除障碍点外的等分点为非障碍点候选点；

S33：选取一个等分点编号为A，按字母表顺序逆时针编号；

S34：定义一个i，i＝1；

S35：确定了第i代的非障碍点之后，计算第i+1代的非障碍点，按照编号顺序规则，计算第i+1代第1个非障碍候选点到最近障碍点的距离r_i+1,1，判断r_i+1,1是否大于R小于4R，如果满足，则将该点定为非障碍点，并以该点为圆心，r_i+1,1为半径画圆，做k等分，判断哪些等分点包含在已知圆内，并抛弃这些包含在已知圆内的点，如果r_i+1,1不满足大于R小于4R，则抛弃该点；

S36：将第i+1代所有的非障碍候选点按照S35方法运行；

S37：i＝i+1，重复S35和S36。

5.根据权利要求4所述的一种步长可变地图生成方法，其特征在在于：所述的步骤S32中k等分一般为16等分，k越大，生成的非障碍点越多；将初始圆做k等分时以最靠近该障碍非障碍点的障碍点为一个等分点。

6.根据权利要求5所述的一种步长可变地图生成方法，其特征在于：所述步骤S33中选取的等分点最好为位于经过障碍点与初始非障碍点的直径上不是障碍点的等分点。