[发明专利]使用最优交互避碰代价评估的动态窗口方法

权利要求书

1.一种用于沿目标路径导航机器人并避开障碍物的方法，包括：

接收第一机器人的目标位姿；

确定所述第一机器人的目标路径；

接收障碍物地图；

接收所述第一机器人的位姿；

接收一个或多个其他机器人的位姿；

为所述第一机器人产生候选速度集合；

使用第一目标函数评估所述候选速度集合；

基于所述第一目标函数，从所述候选速度集合中选择所述第一机器人的第一优选速度；

基于一个或多个其他机器人的所述位姿和所述第一机器人的所述第一优选速度，创建速度障碍物集合；

使用第二目标函数评估候选速度集合，所述第二目标函数使用速度障碍物和所述第一优选速度；

基于所述第二目标函数，从所述候选速度集合中为所述第一机器人选择第二优选速度；以及

基于所述第二优选速度移动所述第一机器人。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述目标路径包括从所述第一机器人的当前位姿到所述第一机器人的所述目标位姿的路径。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述机器人的目标位姿是订单履行仓库应用中关联产品仓的基准的位姿。

4.如权利要求1所述的方法，其中，第一机器人的位姿由多对多的多分辨率扫描匹配(M3RSM)、自适应蒙特卡洛定位(AMCL)、地理位置卫星(GPS)、基准信息和基于机器人传感器的里程表中的一个或多个确定。

5.如权利要求1所述的方法，其中，产生用于所述第一机器人的候选速度集合假定了在一个或多个时间步上的候选速度，所述时间步施加运动、障碍和惯性约束以仅产生具有允许轨迹的候选速度。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一目标函数包括以下形式的一个或多个代价函数：

G(v,ω)＝α*heading(v,ω)+β*dist(v,ω)+γ*velocity(v,ω),

其中，G(v,ω)是目标函数，α,β,γ是权重；heading(v,ω)是沿着目标路径前进的量度；dist(v,ω)是到最近障碍物的距离；对于给定的候选速度(v,ω)，velocity(v,ω)是机器人的前进速度。

7.如权利要求6所述的方法，其中，所述第一目标函数还包括以下一项或多项：

路径代价函数，对所述候选速度将从目标路径辐射多少进行评分；

障碍物代价函数，对接近障碍物的程度进行评分；以及

振荡代价函数，将较高的代价分配给从先前的优选速度的旋转速度的变化。

8.如权利要求6所述的方法，其中，一个或多个所述代价函数通过将最高代价得分分配给所述候选速度来使候选速度无效。

9.如权利要求1所述的方法，其中，创建速度障碍物集合包括将所述优选速度从非完整速度转换为完整速度。

10.如权利要求9所述的方法，其中，将所述优选速度转换为完整速度包括：将一个或多个其他机器人的半径增加优选轨道与直线轨道之间的最大距离。