[发明专利]一种机器人矿井作业路径规划方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿井作业路径规划技术领域，具体涉及一种机器人矿井作业路径规划 方法。

背景技术

煤矿矿井内部结构复杂，条件艰苦。有些作业环境不适合矿工长期作业，另外在矿 难发生之后，由于往往对井下的情况未知，会给救援人员带来很大的救援困难，不能够抵达 救援地点，即使到达事故地点，自身也较为危险。而机器人技术的发展，将会为井下作业带 来方便。在机器人的研究领域中，路径规划是重要的研究方向之一。为机器人寻找一条最佳 的路径规划问题，就是根据某一个或者某一些优化要求及约束(如行走路线最短，行走时间 最短，能源消耗最少等方面)，在机器人的工作空间中找到一条符合优化要求及约束条件的 最好路径。从优化的角度来说，这是一个带有约束条件的函数优化问题。在整个过程中，路 径规划、定位、避障是一个需要综合考虑的问题。如何从起始点到目的地之间寻找到一条最 优的无碰撞路径，如何避免外界物体对机器人造成影响或使得影响最小，如何利用已知信 息构建智能地图,为机器人进行导航,从而进行更为优化的行为决策,是机器人导航中需要 解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种机器人矿井作业路径规划方法，它利用传统的栅格策略 对周围环境进行建模，通过粒子群算法找出一条较为优化的全局路径。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明的应用步骤如下：

步骤一、机器人自由移动空间建模

用栅格方法来对机器人移动空间进行建模，栅格的大小可以按照如下方法生成：

(1)在寻优空间内顺序的选择一个障碍物；

(2)若该障碍物是一个凸多边形，则把该多边形分割为互不相交的三角形；若该障碍物 不是凸多边形，则以该多边形的最大及最小横纵坐标构建一个长方形，并将长方形分割为 两个不相交的三角形；

(3)按照如下公式计算每一个三角形的面积其中a，b分别是三角形的两边，α是a，b所夹的角度；

(4)在寻优空间中顺序的处理下一个障碍物，若还有其他的障碍物，跳转至第(2)步骤；

(5)计算所有障碍物的面积总和Sab；

(6)根据如下公式计算栅格粒度l=lt,l>tlminlmin,othert]]>其中lt=SabStotal×lmzx,lmzx]]>为最大的栅格边 长,l_min为最小的栅格边长，l为最后确定的栅格边长；

(7)算法终止

以上算法得到的是根据障碍物大小而计算的栅格大小，用同样的方法再次计算机器人 本身的大小,最终的栅格大小为两者中的最大值；