[发明专利]基于自适应邻域与转向代价的机器人路径规划方法

权利要求书

1.一种基于自适应邻域与转向代价的机器人路径规划方法，其特征在于，在机器人行驶的每个路径点，采用自适应邻域策略与加入转向代价函数的方法搜索下一路径点；该方法的步骤包括如下：

(1)构建正方形栅格地图：

根据机器人拟行驶的途径构建一个正方形栅格地图，每个正方形栅格的边长等于机器人的左右轮的间距；

(2)将栅格地图中存在障碍物的每个栅格判定为不可通行栅格；不存在障碍物的每个栅格判定为可通行栅格；

(3)以机器人当前所在栅格为中心，搜索与其相邻8个栅格中是否存在至少一个不可通行的栅格，若是，则将搜索范围设置为相邻8个栅格后执行步骤(6)；否则，执行步骤(4)；

(4)以机器人当前所在栅格为中心，搜索与其相邻24个栅格是否存在至少一个不可通行的栅格，若是，则将搜索范围设置为相邻24个栅格后执行步骤(6)；否则，执行步骤(5)；

(5)以机器人当前所在栅格为中心，将搜索范围设置为相邻48个栅格；

(6)计算每个可通行栅格的评价值：

(6a)判断机器人当前所在栅格是否为机器人拟行驶途径的起始栅格，若是，则执行步骤(6b)，否则，执行步骤(6c)；

(6b)利用评价函数F_i＝G_i+H_i，计算起始栅格的搜索范围内每个可通行栅格的评价值，其中，F_i表示起始栅格的搜索范围内第i个可通行栅格的评价值，G_i表示机器人从起始栅格行驶至起始栅格的搜索范围内第i个可通行栅格的路径长度，H_i表示起始栅格的搜索范围内第i个可通行栅格的启发值，H_i＝|x_d-x_i|+|y_d-y_i|，|·|表示取绝对值操作，x_d表示机器人拟行驶途径终点栅格的横坐标值，x_i表示起始栅格的搜索范围内第i个可通行栅格的横坐标值，y_d表示机器人拟行驶途径终点栅格的纵坐标值，y_i表示起始栅格的搜索范围内第i个可通行栅格的纵坐标值；

(6c)利用评价函数F′_j＝G_j+H_j+T_j，计算搜索范围内每个可通行栅格的评价值，其中，F′_j表示搜索范围内第j个可通行栅格的评价值，T_j表示机器人由当前所在栅格行驶至搜索范围内第j个可通行栅格的转向代价；

所述的转向代价T_j是由下式得到的：

其中，π表示圆周率，ε表示机器人行驶中的转向代价参数，设置为0.03，β_j表示从机器人当前所在栅格行驶至搜索范围内第j个可通行栅格的转向角；

(7)确定下一个路径点：

将搜索范围内所有评价值最小的栅格作为机器人行驶的下一个路径点；

(8)判断所确定的下一个路径点是否为机器人拟行驶路径的终点，若是，则执行步骤(9)，否则，执行步骤(3)；

(9)将机器人起点至终点的路径点顺序连接得到机器人的最优行驶路径。