[发明专利]一种移动机器人路径规划方法

说明书

本发明公开了一种移动机器人路径规划方法包括：构建移动机器人运动环境的栅格地图；确定移动机器人的初始起始节点和初始目标节点，并使用A*算法在栅格地图中规划在初始起始节点和初始目标节点间的具有n个节点的路径局部图；对所述n个节点中每两个相邻节点间的距离进行k等份分割处理后生成新路径节点集合，在新路径节点集合中初始起始节点和初始目标节点保持不变；将初始起始节点和初始目标节点相连接，判断障碍物与连接线间的距离并进行优化处理，获取优化后的起始节点和目标节点；将优化后的起始节点和目标节点存入所述新路径节点集合中，并将所述新路径节点集合中的其他节点依次连接，获取所述移动机器人优化后的单向规划路径。

技术领域

本发明涉及人工智能技术领域，具体涉及一种移动机器人的路径规划方法。

背景技术

随着人工智能技术的发展，移动机器人变得在日常生活中越来越普遍，移动机器人的路径规划问题是目前一个研究热点。该问题可以描述为移动机器人按照某种性能指标在有障碍物的环境里从起点至终点找到一条最短或最佳的安全无碰撞路径。常用的路径规划算法很多，相较与其他算法，A*算法构建模型简单，搜索效率高，针对静态场景所得到的解接近最优解，对不同场景有很强的扩展性和适应性。A*算法通过设定合适的启发函数，全面评估扩展节点的代价值，通过比较各扩展节点代价值的大小，选择最小的点加以扩展，直到找到目标节点为止。

但是，A*算法虽然能规划出一条无碰撞的安全路径，但规划出的路径非最优路径。A*算法在栅格图中规划路径时，节点位置局限于栅格中心。A*算法规划出的路径存在拐点较多且不够平滑。因此，如何使得移动机器人运用改进后的A*算法规划出的路径更适合在实际环境中行驶是目前有待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何使得移动机器人运用改进后的A*算法规划出的路径更适合在实际环境中行驶，提供一种移动机器人路径规划方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种移动机器人路径规划方法，所述方法包括：

构建所述移动机器人运动环境的栅格地图；

确定所述移动机器人的初始起始节点和初始目标节点，并使用A*算法在所述栅格地图中规划在所述初始起始节点和所述初始目标节点间的具有n个节点的路径局部图；

对所述n个节点中每两个相邻节点间的距离进行k等份分割处理后生成新路径节点集合，在所述新路径节点集合中所述初始起始节点和所述初始目标节点保持不变；

将所述初始起始节点和所述初始目标节点相连接，判断障碍物与连接线间的距离并进行优化处理，获取优化后的起始节点和目标节点；

将所述优化后的起始节点和目标节点存入所述新路径节点集合中，并将所述新路径节点集合中的其他节点依次连接，获取所述移动机器人优化后的单向规划路径。

进一步地，所述方法还包括对所述单向规划路径再次优化：

对所述单向规划路径的每两个相邻节点间的距离再进行k等份分割处理；

从所述优化后的目标节点向所述优化后的起始节点反向优化，所述反向优化包括所述判断障碍物与连接线间的距离并进行优化处理，获取再次优化后的节点和移动路径。

较佳地，所述判断障碍物与连接线间的距离进行优化处理包括：

当所述初始起始节点和所述初始目标节点的连接线穿过障碍物时，则将所述初始目标节点后移若干节点；

将所述初始起始节点与后移若干节点的所述初始目标节点再次连接，再判断连接线是否穿过障碍物；

重复上述操作直至不穿过所述障碍物为止，并确定不穿过所述障碍物时的所述优化后的起始节点和目标节点。