[发明专利]一种基于惩罚权重的路径规划方法、导航格以及栅格地图

说明书

本发明提供了一种基于惩罚权重的路径规划方法、导航格以及栅格地图，通过设置导航格的权重信息和主方向信息以对栅格地图的局限条件进行设定，并在设定好的局限条件下进行有效的搜索算法以寻找最优路径，可以大大提高路径规划的效率和准确度，并有效减小路径规划的计算量。

技术领域

本发明属于路径规划技术领域，具体涉及一种基于惩罚权重的路径规划方法、导航格以及栅格地图。

背景技术

路径规划是运动规划技术领域的重点研究对象之一，连接起点位置和终点位置的序列点或曲线被称为路径，为得到这一路径所采用的策略就是路径规划。

路径规划在很多领域都具有广泛的应用。在高新科技领域的应用有：机器人的自主无碰行动；无人机的避障突防飞行；巡航导弹躲避雷达搜索、防反弹袭击、完成突防爆破任务等。在日常生活领域的应用有：GPS导航；基于GIS 系统的道路规划；城市道路网规划导航等。在决策管理领域的应用有：物流管理中的车辆问题(VRP)及类似的资源管理资源配置问题。通信技术领域的路由问题等。凡是可拓扑为点线网络的规划问题基本上都可以采用路径规划的方法解决。

目前，在解决如AGV小车等行驶器具的路径规划问题时，大多采用较为复杂的全局搜索算法，没有考虑到AGV小车的行驶的特点和仓库的摆放特点，具有算法复杂、计算量大、计算效率低的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种基于惩罚权重的路径规划方法、导航格以及栅格地图，在设定好的局限条件下进行有效的搜索算法以寻找最优路径，可以大大提高路径规划的效率和准确度，并有效减小路径规划的计算量。

本发明的技术方案如下：

一种基于惩罚权重的路径规划方法，包括以下步骤:

S1、在铺设有多个导航格的栅格地图上选取起始格和终点格，并将所述起始格放入计算集中；每一所述导航格内设置有坐标信息、主方向信息和权重信息；

S2、在所述计算集不为空时，选取所述计算集中的一个导航格作为起始计算格，根据所述起始计算格的主方向信息对应的可行方向，获得所述起始计算格的可通行邻近格集；所述可通行邻近格集包括所述起始计算格在所述可行方向上的相邻的导航格；

S3、在所述可通行邻近格集中选取一个导航格作为进阶计算格，将所述起始计算格移出所述计算集；并获取所述进阶计算格的路径代价，并判断：

S31、当所述进阶计算格的路径代价为零时，保存所述进阶计算格的路径代价等于当前代价，保存所述进阶计算格的前一连接格为所述起始计算格，若所述进阶计算格不在所述计算集中将所述进阶计算格放入所述计算集；所述当前代价为所述起始计算格的路径代价+所述进阶计算格的权重信息；当所述起始计算格为所述起始格时，所述起始计算格的路径代价等于所述起始计算格的权重信息；

S32、当所述进阶计算格的路径代价大于零且大于所述当前代价时，保存所述进阶计算格的路径代价等于所述当前代价，保存所述进阶计算格的前一连接格为所述起始计算格；

S33、当所述进阶计算格的路径代价大于零且小于所述当前代价时，所述进阶计算格的路径代价和前一连接格均保持不变；

S4、重复所述步骤S2-S33，直到所述计算集为空；

S5、从所述栅格地图上的所述终点格开始，依次获取当前格的所述前一连接格，直到得到整条规划路径。

进一步的，所述主方向信息可以为多个方向中的一个方向；所述主方向信息对应的可行方向为所述多个方向中除了与所述主方向信息相反的方向以外的其他所有方向。

进一步的，所述多个方向为上、下、左、右四个方向。

进一步的，所述步骤S31的所述当前代价为所述起始计算格的路径代价+所述进阶计算格的权重信息+行驶权重；