[发明专利]一种局部动态寻优避障的路径规划方法

说明书

本发明公开了一种局部动态寻优避障的路径规划方法，通过建立环境模模型、形成初始最短路径、障碍物干涉判断、路径点插入、可行点记录、形成可选路径和输出优选路径，可对起点与目标点之间的障碍物进行避障路径规划，并通过插入多个路径点，判断路径点与目标点连线是否与当前避障对象发生干涉，记录可行点，输出距离尽可能短的优选路径，尤其适用于多障碍物环境下的复杂路径规划，输出的优选路径能够为用户节约耗费在路途上的时间，提高通行效率。

技术领域

本发明涉及领域，特别是指一种局部动态寻优避障的路径规划方法。

背景技术

当用户需要从起点到达目标点时，需要对移动路径进行规划，如导航系统，起点与目标点之间往往存在若干形状各异的障碍物，如何获取从起始点到达目标点的最优路径，需要根据全局环境中不同障碍物的位置及其形状特征对行走路径进行规划设计；

但现有技术中的路径规划方式主要是通过既定的道路进行道路组合的选择，无法做到在避开障碍物的基础上优选最佳路径。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种局部动态寻优避障的路径规划方法，旨在通过局部区域路径寻优实现全局最短路径规划，提高通行效率。

基于上述目的本发明提供的一种局部动态寻优避障的路径规划方法，本方法包括：

环境模型的建立和预处理，所述环境模型中包括障碍物模型(包括位置坐标及形状特征信息)、起点坐标和目标点坐标；环境模型的预处理针对实际障碍物的形状进行凸化或包罗处理，以避免在产生凹型等无效区域，导致增加规划成本或目标不可达现象。

将起点作为节点，连接节点与目标点，形成初始最短路径；

障碍物干涉判断：若初始最短路径与多个障碍物边界存在干涉，计算初始最短路径中节点与较靠近节点的交点之间的距离，并根据所述距离大小进行排序存储；

路径点插入：选择所述距离最短的障碍物作为当前避障对象，根据障碍物形状特征，从顺时针、逆时针两个方向上分别沿其边界依次插入路径点，并分别在两个方向上记录沿其边界经过的第一个图形顶点，记为过渡点；

可行点记录：判断各路径点与目标点连线是否与该障碍物发生干涉，若发生干涉，则将该路径点记为可行点，否则停止插入路径点；

分别选择两个方向上最后的可行点作为新的节点，形成新的最短初始路径；

重新执行障碍物干涉判断、路径点插入和可行点记录，得到新的节点，直到新的初始最短路径与障碍物不存在干涉；

将起点、过渡点和除起点外的其他各节点依次连接后与目标点连接，若相邻节点连线与障碍物存在干涉，记录干涉点，干涉点之间沿障碍物边界连接，形成可选路径；

计算各可选路径的长度，将最短的可选路径输出为优选路径。

优选地，生成优选路径后，还包括：

若优选路径中存在转弯角小于设定角度的折角，对所述折角以设定半径进行圆角过渡。

优选地，对折角以设定半径进行圆角过渡包括：

采用曲线插值方法对折角以设定半径进行圆角过渡。

优选地，设定角度为70°。

优选地，建立环境模型包括：

在笛卡尔坐标系下，定义起点坐标，根据与起点的相对位置建立目标点坐标和障碍物模型；

若障碍物为凸多边形，记录其各顶点坐标值；

若障碍物为圆形或圆弧，记录其圆心坐标和半径；

若障碍物为其他图形。可用外接多边形或外接圆或二者组合来表达该图形信息。