[发明专利]一种动态环境下的自动导引运输车路径规划方法

说明书

本发明公开了一种动态环境下的自动导引运输车路径规划方法，包括以下步骤：获取起点和终点信息以及动态环境信息；利用所述动态环境信息、起点和终点信息，通过栅格法进行动态环境建模，构建栅格环境地图，并引入时间参数对栅格环境地图进行描述；基于时间参数构建A*算法；根据基于时间参数的A*算法得到路径作为规划路径输出给自动导引运输车；基于时间参数构建的A*算法在速度上非常快，其归因于该算法搜索的是二维栅格图，虽然其中包含着时间维度，但其搜索的栅格数与静态的相同。在效果方面，当环境处于非拥挤状态时，该算法不会产生碰撞，且在遇到障碍时更倾向于绕路行驶，对于码头货物运输场景非常合适，且安全。

技术领域

本发明涉及路径规划技术领域，尤其涉及一种动态环境下的自动导引运输车路径规划方法。

背景技术

自动导引路径规划问题一般处理已知环境情况和未知环境情况。现有许多算法可以解决其路径规划问题，但对于动态环境下的（移动障碍物）路径规划问题，算法无法快速地解决该场景下的问题，且给出的规划路线会有碰撞的可能。

如一般的A*算法结合了深度搜索和广度搜索的优点，使得寻路算法可以在保证速度的情况下大概率地找到解。但A*算法无法处理动态环境的问题。并且在复杂的环境下，A*算法的搜索效率会变低。

发明内容

鉴于目前存在的上述不足，本发明提供一种动态环境下的自动导引运输车路径规划方法，基于时间维度构建的A*算法进行路径规划，其搜索的栅格数与静态的相同，在速度上非常快，规避动态障碍物，适用多种运输车的场景，安全性高。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种动态环境下的自动导引运输车路径规划方法，所述动态环境下的自动导引运输车路径规划方法包括以下步骤：

获取起点和终点信息以及动态环境信息；

利用所述动态环境信息、起点和终点信息，通过栅格法进行动态环境建模，构建栅格环境地图，并引入时间参数对栅格环境地图进行描述；

基于时间参数构建A*算法；

根据基于时间参数的A*算法得到路径作为规划路径输出给自动导引运输车。

依照本发明的一个方面，所述通过栅格法进行动态环境建模，构建栅格环境地图，并引入时间参数对栅格环境地图进行描述具体为：

记环境地图E为一矩形，其左下角为坐标原点，X轴正方向向右，Y轴正方向向上，为E的长，为E的宽；以w为步长将E切割成栅格，每一行栅格数为，每一列栅格数为；设任意栅格为，为所在的行列表示，其中，，栅格划分为自由栅格集M与障碍栅格集Q，M集可以被规划，Q集不允许被通过；

设起始栅格为，目标栅格为，路径集为P，引入时间参数后得：

起始栅格描述为，为规划起始时间；

障碍栅格集Q中的每个元素描述为，其中为障碍物位于的时刻；

路径集P中的每个元素描述为，其中为规划至的时刻。

依照本发明的一个方面，所述路径集P中的时间t是由规划物移动速度v以及移动距离s计算得出。

依照本发明的一个方面，所述基于时间参数构建A*算法具体为：

构建由起始栅格经号栅格到达目标栅格的代价函数值，公式如下：

是坐标的当前栅格，到达时间为t，是由起始栅格到号栅格的实际代价值，是由号栅格到目标栅格的估计代价值；值为权重系数，用来控制与的占比；表示从当前栅格到目标栅格的方向的小范围路段的繁忙程度函数，用该路段在未来个单位时间内通过距离范围的障碍物数来刻画，。