[发明专利]动态环境下协作机器人柔性路径规划方法

权利要求书

1.一种动态环境下协作机器人柔性路径规划方法，其特征在于，步骤如下：

(1)将真实环境转化为环境几何模型用于路径规划：障碍物和安全区域分别抽象为与实际物体匹配的几何形状，并且位置坐标与实际环境匹配，机器人抽象为质点；环境几何模型由基于视觉的语义分割与边缘检测相结合的安全区域识别算法来获得，语义分割模型由神经网络搭建，采用室内图像训练集进行训练，将捕捉到的视频帧RGB图像转化为灰度图像表示的几何模型；图像中障碍物用像素值为0表示，坐标与像素位置对应，安全区域则用像素值255表示；再采用边缘检测技术，对捕捉到的视频帧RGB图像进行边缘识别来更好区分障碍物和安全区域；

(2)将真实环境转化为环境模型后，使用改进的快速搜索随机树与人工势场融合算法，以安全和高效为目的进行路径搜索；RRT*算法先进行随机搜索来得到初始路径，通过设置算法的目标选择概率改进RRT*算法高随机性导致效率下降的问题，同时对当前算法得到路径进行剪枝操作，解决RRT*算法对搜索次数要求较高的问题；如果障碍物不是运动的，则直接由RRT*算法得到路径；如果存在运动的障碍物，沿路径运动时可能会离障碍物过近，通过将当前环境模拟为人造引力场来实现前进过程中机器人快速躲避前方距离过近的障碍物，利用一定范围内障碍物对机器人产生的斥力作用引导机器人进行躲避，迅速得到修正后的路径段，然后机器人改变方向前进的同时使用改进的RRT*算法进行剩余路径的搜索；该改进的RRT*与人工势场融合算法保证机器人前进过程中的安全，并且能使机器人具有主观能动性，在不改变前进速度的情况下及时的躲避障碍物，具有较强的鲁棒性，适用于人机协作工厂这种障碍物移动随机性较强的环境。