[发明专利]一种双轮差速型移动机器人的全局路径规划方法及其装置

权利要求书

1.一种双轮差速型移动机器人全局路径规划方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

获取双轮差速型移动机器人的起点状态和终点状态；

基于根据双轮差速型移动机器人的运动学模型构造的运动基元，获取起点状态到终点状态之间的各个中间点对应的最优中间点状态，记录各个最优中间点状态对应的运动基元；

获取所述各个最优中间点状态中距离终点状态最近的最优中间点状态到终点状态的最优运动基元；

根据获取的起点状态到终点状态的各个最优中间点状态及记录的对应的运动基元，以及距离终点状态最近的最优中间点状态到终点状态的最优运动基元，构建双轮差速型移动机器人的全局路径；

其中，至少基于双轮差速型移动机器人的角速度和位姿，构造双轮差速型移动机器人的运动学模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据双轮差速型移动机器人的运动轨迹为直线和圆弧，分别构造双轮差速型移动机器人的运动学模型。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据双轮差速型移动机器人的运动学模型构造运动基元时，构造运动基元的输入用（V,W）表示，表示移动机器人的线速度，表示双轮差速型移动机器人的角速度；根据移动机器人的线速度和双轮差速型移动机器人的角速度的值，构造相应的运动基元。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，从起点状态到终点状态之间的各个相邻中间点状态之间的运动时间为固定运动时间，起点状态到与起点状态相邻的中间点状态之间的运动时间为所述固定运动时间，且所述固定运动时间等于控制采样时间。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，采用启发式搜索算法获取起点状态到终点状态之间的各个中间点对应的最优中间点状态。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述获取所述各个最优中间点状态中距离终点状态最近的最优中间点状态到达终点状态的最优运动基元，包括：将所述各个最优中间点状态中距离终点状态最近的最优中间点状态作为序号最大的最优中间点状态，通过M个不同的输入U，分别构造序号最大的最优中间点状态到达终点状态的M种运动基元，寻找不会发生碰撞且代价函数最小的运动基元，作为序号最大的最优中间点状态到达终点状态的最优运动基元，记录序号最大的最优中间点状态到达终点状态的最优运动基元。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据获取的起点状态到终点状态的各个最优中间点状态及记录的对应的运动基元，以及距离终点状态最近的最优中间点状态到终点状态的最优运动基元，构建双轮差速型移动机器人的全局路径，包括：取出各个最优中间点状态，通过序号最大的最优中间点状态到达终点状态的最优运动基元以及每个最优中间点状态记录的运动基元，倒序连接终点状态、各个最优中间点以及起点状态，所得轨迹即为最终的双轮差速型移动机器人的全局路径。

8.一种双轮差速型移动机器人全局路径规划装置，其特征在于，该装置包括：

初始状态获取模块，用于获取双轮差速型移动机器人的起点状态和终点状态；

最优中间点状态获取模块，用于基于根据双轮差速型移动机器人的运动学模型构造的运动基元，获取起点状态到终点状态之间的各个中间点对应的最优中间点状态，记录各个最优中间点状态对应的运动基元；

最优运动基元获取模块，用于获取所述各个最优中间点状态中距离终点状态最近的最优中间点状态到终点状态的最优运动基元；以及，

全局路径构建模块，用于根据获取的起点状态到终点状态的各个最优中间点状态及记录的对应的运动基元，以及距离终点状态最近的最优中间点状态到终点状态的最优运动基元，构建双轮差速型移动机器人的全局路径；

其中，至少基于双轮差速型移动机器人的角速度和位姿，构造双轮差速型移动机器人的运动学模型。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，根据双轮差速型移动机器人的运动轨迹为直线和圆弧，分别构造双轮差速型移动机器人的运动学模型。