[发明专利]一种基于DWA的ROS机器人局部路径规划方法

说明书

本发明公开了一种基于DWA的ROS机器人局部路径规划方法，包括，利用机器人SLAM建图构建全局地图并获取机器人的起始点和目标点；在构建的全局地图中，利用改进的蚁群算法进行全局路径规划，寻找最优路径；当机器人沿着全局最优路径运动时，利用机器人所携带的传感器实时检测局部环境信息更新地图信息；判断是否存在动态障碍物，若存在，则调用DWA算法进行局部路径规划，避开障碍物；当机器人到达局部目标点以后，继续沿着全局最优路径进行运动，并不断实时检测局部环境信息，若再出现障碍物，则继续调用DWA算法进行局部路径规划，直至机器人到达目标点。本发明能成功避开障碍物，评价函数的距离因子对障碍物同时通过较为狭窄的通道。

技术领域

本发明涉及动态窗口算法、机器人局部路径规划的技术领域，尤其涉及一种基于DWA的ROS机器人局部路径规划方法。

背景技术

在智能机器人发展的过程中，机器人自主避障规划在智能机器人研究领域有着举足轻重的作用，路径规划和自主避障能力是衡量机器人智能化的一个重要指标，机器人避障能力强弱和路径规划优劣直接决定着机器人智能化水平，拥有自主避障和路径规划能力就意味着机器人具有了自由移动的能力，这将大大提高机器人的工作效率和机动性，有利于机器人应用到更多的领域，而要实现机器人较好的自主避障和路径规划，优化路径规划和避障算法是重要的实现途径。因此目前对机器人路径规划和自主避障问题的研究有主要是对其算法的研究。虽然机器人经过多年的研究发展，但早期生产的机器人都没有统一的标准，很多软件难以移植使用，不同公司生产的机器人不能通用，不利于机器人的发展，而ROS(Robot operation system)机器人操作系统的出现，克服了传统服务机器人软件移植性差,不可扩展、模块化程度差等缺点，具有统一的编程、编译和执行环境，还配备可视化的调试和仿真工具，并且拥有着大量可以调用的库资源。模块化的设计思想使得原本较为复杂的机器人系统变得简单易操作，大大降低了机器人研究者的研发工作量，提升了代码复用率，如今已经在机器人领域开拓出一片新的天地，正因为ROS机器人操作系统有着众多优点和广阔的发展前景，受到机器人研究人员的追捧，已经成为广大科研人员不可或缺的研究平台。因此，对基于ROS的移动机器人的自主避障及路径规划的研究有着重要的现实意义。

全局路径规划基于已知地图的规划，局部路径规划基于动态地图的规划，局部路径规划也称局部避障，在机器人的实际运行过程中，机器人周围的环境并不是静态不变的，可能会出现一些运动的障碍物或者出现原静态地图上不存在的障碍物，而这时就需要机器人携带的传感器实时检测周围环境信息，若出现新的障碍物，就需要再次移动规划路径即局部路径规划，局部路径规划的主要任务是完成跟随和局部动态避障。鉴于局部路径规划的特殊性，局部路径规划需要更高的实时性和灵活性。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明提供了一种基于DWA的ROS机器人局部路径规划方法，能够解决移动机器人通过狭窄区域出现震荡或停止的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：包括，利用机器人SLAM建图构建全局地图并获取所述机器人的起始点和目标点；在构建的所述全局地图中，利用改进的蚁群算法进行全局路径规划，寻找最优路径；当所述机器人沿着全局最优路径运动时，利用所述机器人所携带的传感器实时检测局部环境信息更新地图信息；判断是否存在动态障碍物，若存在，则调用DWA算法进行局部路径规划，避开障碍物；当所述机器人到达局部目标点以后，继续沿着所述全局最优路径进行运动，并不断实时检测所述局部环境信息，若再出现所述障碍物，则继续调用所述DWA算法进行局部路径规划，直至所述机器人到达所述目标点。