[发明专利]结合地图栅格与势场法避障的巡检机器人路径规划方法

说明书

本发明公开了一种结合地图栅格与势场法避障的巡检机器人路径规划方法，它包括：步骤1、全局栅格法路径规划：利用栅格法得到一条从起始点到目标点的全局最优路径；步骤2、向目标点运动：判断是否遇到障碍物，无则继续向目标点运动，有则进行局部避障路径规划，直到达到目标点；步骤3、局部避障路径规划、运用参数可变的人工势场法进行避障路径规划，并判断是否到达目标点，无则继续返回步骤2，到达则结束；解决了现有技术机器人巡检路径规划存在的路径规划效率不高，导致了机器人巡检时间的加长等技术问题。

技术领域

本发明属于巡检机器人避障路径规划的技术领域，尤其涉及一种结合地图栅格与势场法避障的巡检机器人路径规划方法。

背景技术

巡检机器人是移动机器人的一种，是现代变电站系统中的重要的巡检设备，主要用来代替人来监测变电站中的各类仪器仪表。巡检机器人的避障是机器人路径规划中至关重要的一部分,障碍物在环境中的不同分布情况直接影响到规划的路径。避障算法的选择直接关系到路径规划的效果。

在实际中，机器人的所处环境大多数情况下既不是完全已知的也不是完全未知的，而是部分已知，部分未知的。针对这种情况，现有技术利用全局环境信息，先进行全局路径规划得到一条从起始点到目标点的较优路径，然后当机器人在实际向目标点运动当中，针对未知的静态或者动态障碍，再选择合适的局部避障方法绕开障碍。

在现实中,机器人所遇到的障碍物可能是静态的或动态的，若遇到的障碍物是动态的，那么沿用一套参数固定的排斥势函数，那么可能造成在障碍物附近路径规划效率不高，导致了机器人巡检时间的加长。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是：提供一种结合地图栅格与势场法避障的巡检机器人路径规划方法，以解决现有技术机器人巡检路径规划存在的路径规划效率不高，导致了机器人巡检时间的加长等技术问题。

本发明技术方案：

一种结合地图栅格与势场法避障的巡检机器人路径规划方法，它

包括：

步骤1.1、全局栅格法路径规划：利用栅格法得到一条从起始点到目标点的全局最优路径；

步骤1.2、向目标点运动：判断是否遇到障碍物，无则继续向目标点运动，有则进行局部避障路径规划，直到达到目标点；

步骤1.3、局部避障路径规划、运用参数可变的人工势场法进行避障路径规划，并判断是否到达目标点，无则继续返回步骤2，到达则结束。

步骤1所述利用栅格法得到一条从起始点到目标点的全局最优路径的方法包括：

步骤2.1、栅格化场地，确定目标点、障碍物和机器人自身所在栅格在全局地图中的坐标；

步骤2.2、初始化栅格，将有障碍物的栅格标为1，将自由栅格标为0；

步骤2.3、搜索机器人相邻栅格，选出自由栅格，定义评价函数h(Grid[i,j])用来计算此栅格中心点与目标栅格中心点的距离：Grid[i,j]为机器人相邻的栅格的坐标，goal代表目标点栅格的坐标；

步骤2.4、比较各栅格的h(Grid[i,j])值，选出使h(Grid[i,j])最小的那个栅格Grid[i,j]_min,将Grid[i,j]_min栅格作为机器人下一步要运动至的栅格；

步骤2.5、判断机器人是否到达目标点,未到达则转至步骤1.3，到达则任务完成，进入下一个任务。

步骤3所述的运用参数可变的人工势场法进行避障路径规划的方法包括：

步骤3.1、参数初始化，初始化势场函数的参数，所述势场函数包括排斥势函数和引力势函数；