[发明专利]机器人的路径优化方法、芯片及移动机器人

说明书

本发明涉及机器人的路径优化方法、芯片及移动机器人，该路径优化方法包括：控制移动机器人利用A*算法规划出一条已遍历路径并标记在构建的地图上，同时确定已遍历路径起始节点及其终止节点；还包括：步骤1、沿着所述已遍历路径的延伸方向，在所述已遍历路径上搜索出相对于第一搜索起点可直达的第一最远节点，并通过将这个第一最远节点与第一搜索起点直接相连的方式，来将所述已遍历路径优化为第一规划路径；步骤2、沿着第一规划路径的延伸方向，在第一规划路径上搜索出相对于第二搜索起点可直达的第二最远节点，并通过将这个第二最远节点与第二搜索起点直接相连的方式，来将第一规划路径优化为第二规划路径。

技术领域

本发明涉及智能机器人技术领域，具体涉及机器人的路径优化方法、芯片及移动机器人。

背景技术

目前A*搜索算法是目前为止最经典且稳定的算法，启发式搜索，速度较快，但是规划出的路径不是最优且贴近障碍物，使得路径的折点、拐点增多。

针对拐点多、折点多的问题，中国专利CN102799781B合并多余节点而对规划起点和规划终点之间多次更新的每一个局部的可见的最远节点，都需要计算其与剩余节点的距离信息，因此在这一过程中节点距离的迭代计算次数是路径节点的个数的累加结果，还要保持以这一距离信息为依据去更新所述中间判断起点，从而大幅度增加距离计算量。

尤其在室内环境下，家具障碍物分布比较复杂多样，采用中国专利CN102799781B的优化方法后，每检测到一个离散分布的家具障碍物，就确定一个局部的可见的最远节点并由此确定下一条优化路径，显然在没有遍历完所有的路径节点的基础上，单凭借在局部区域内寻找出的多条优化路径组合连接出的总体路径还不满足最短原则，增大距离路径代价的计算量。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明公开机器人的路径优化方法、芯片及移动机器人，减少不必要的节点距离和路径代价计算量，让寻路算法规划出的已遍历路径在改进优化后更加直接到达已遍历路径的终点位置，满足路径最短原则。具体的技术方案如下：

机器人的路径优化方法，包括：控制移动机器人利用A*算法规划出一条已遍历路径并标记在构建的地图上，同时确定已遍历路径起始节点及其终止节点；还包括：步骤1、沿着所述已遍历路径的延伸方向，在所述已遍历路径上搜索出相对于第一搜索起点可直达的第一最远节点，并通过将这个第一最远节点与第一搜索起点直接相连的方式，来将所述已遍历路径优化为第一规划路径；步骤2、沿着第一规划路径的延伸方向，在第一规划路径上搜索出相对于第二搜索起点可直达的第二最远节点，并通过将这个第二最远节点与第二搜索起点直接相连的方式，来将第一规划路径优化为第二规划路径；其中，当第一搜索起点是起始节点时，第二搜索起点是终止节点；或者，当第一搜索起点是终止节点时，第二搜索起点是起始节点；其中，所述可直达是指移动机器人的搜索起点与当前搜索的节点连接而成的线段不存在障碍物对应标记的节点，这个搜索起点包括第一搜索起点和第二搜索起点；所述可直达的最远节点是距离这个搜索起点最远处的可直达的节点，最远节点包括第一最远节点和第二最远节点。

与现有技术相比，本技术方案通过可直达的最远节点与搜索起点直接相连的方式，分两次过滤室内区域内的已遍历路径产生的不必要的折点、拐点，进而减少机器人移动过程中距离位姿计算次数，同时减少路径段的数目，各个路径段的长度之和也变小。

进一步地，若与所述起始节点相距一个机体直径的距离范围内标记有障碍物、且与所述终止节点相距一个机体直径的距离范围内没有标记有障碍物，则确定第一搜索起点是所述终止节点，第二搜索起点是所述起始节点；若与所述起始节点相距一个机体直径的距离范围内没有标记有障碍物、且与所述终止节点相距一个机体直径的距离范围内标记有障碍物，则确定第一搜索起点是所述起始节点，第二搜索起点是所述终止节点。为移动机器人搜索出更安全的通向终止节点的优化路径，也优化出更精确地达到终止节点的方式。