[发明专利]一种基于云模型的农业移动机器人人机合作路径规划方法

权利要求书

1.一种基于云模型的农业移动机器人人机合作路径规划方法，其特征是，包括如下步骤:

步骤1)采集机器人位置，用四维向量(x^*，y^*，θ^*，φ^*)表示其在二维平面内的位置信息，其中x^*，y^*分别表示机器人在x轴方向和y轴方向的值，θ^*表示二维平面下机器人头部朝向与x轴正方向的夹角、φ^*表示机器人的车轮转向角；

步骤2)基于二维空间规划空间模型，对障碍物采用圆形覆盖，形成若干威胁区域，每个威胁区域作为一个节点；

步骤3)将规划空间中第i个节点的信息n_i表示为n_i＝{x_i,y_i,θ_i,L_si,father_i,g(i),h(i),f(i)}，其中，(x_i，y_i)为第i个威胁区域的中心坐标，θ_i为节点i的水平角度；L_si是起始点到节点i的实际距离；father_i为节点i的父辈节点；g(i)、h(i)、f(i)分别为节点i的实际代价值、预估代价值和总代价值；

以节点i的水平方向角为中心线向左右两边各扩展至车轮的最大转弯角，将所形成的扇形面积作为下一个节点(i+1)的扩展范围；

步骤4)确立代价函数f(i)＝g(i)+h(i)，其中g(i)表示实际代价函数，h(i)表示预估代价函数；

步骤5)将起始点到目标点生成的引导点按升序排列，以目标点作为引导半径为零的最后一个引导点，使机器人按顺序通过各个引导点，探寻高效最优路径。

2.根据权利要求1所述的一种基于云模型的农业移动机器人人机合作路径规划方法，其特征是，所述步骤2)具体内容为：

设(x，y)为规划空间某一点的坐标，规划空间模型为：{(x,y)|0≤x≤X_max,0≤y≤Y_max}，其中，X_max,Y_max分别表示规划空间在x轴方向和y轴方向上的最大值，将规划空间已存在或后来新增的障碍物以最小的圆形进行覆盖，形成威胁区域，设(x_i，y_i)为第i个威胁区域的中心坐标，r_i为第i个威胁的半径，则第i个威胁区域模型可表示为：(x-x_i)²+(y-y_i)²≤r_i²。

3.根据权利要求1所述的一种基于云模型的农业移动机器人人机合作路径规划方法，其特征是，所述步骤3)中以节点i的水平方向角为中心线向左右两边各扩展至车轮的最大转弯角，将所形成的扇形面积作为下一个节点(i+1)的扩展范围的具体方式为：

以角度α作为节点i的扩展子节点的单位角度，M为节点i产生的子节点的总数，l为扩展步长，θ_max为机器人的最大转弯角，(x_i+1，y_i+1)为子节点(i+1)的坐标值，则：θ_i+1＝θ_i+n·α，