[发明专利]一种基于改进RRT算法的机器人实时路径规划方法

权利要求书

1.一种基于改进RRT算法的机器人实时路径规划方法，其特征在于，按如下步骤进行路径规划：

步骤1：根据机器人所处的环境，将整个环境进行分区，根据机器人的起始点与终止点，省略不需要进行路径规划的区域，确定需要路径规划的区域；

步骤2：针对当前需要路径规划的所有区域按照RRT算法进行静态路径规划，确定包含节点的随机树及初始运动路径；

步骤3：机器人按照运动路径开始运动，每运动到一个节点均以该节点为中心确定一定范围内是否由于障碍物的影响导致机器人不能通过，若不能通过，则发送指令控制机器人等待，延迟一定时间重新进行判断，直至存在能够通过的路径，转步骤4重新进行局部路径规划；若能通过，直接转步骤4；

步骤4：在步骤3确定的一定范围内，以机器人运动到的当前节点为局部路径起始点，根据步骤2的随机树以及障碍物的实时位置，实时规划局部路径起始点及其附近节点之间的连接关系，确定新的运动路径；

步骤5：判断是否抵达终点，若抵达终点则终止循环，否则，返回步骤3。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1中相邻的区域之间通过开关进行隔断或连接，其中隔断的两个区域之间通过开关表明二者之间存在障碍，不能进行路径规划，连接的两个区域之间能够进行路径规划。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2中静态路径规划中不仅将节点作为选择父节点的集合，还将这些节点的祖先作为选择父节点的集合。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中的一定范围为(6-10)L，其中L为相邻节点之间的距离。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4中通过下述方式进行局部路径规划：

如果从当前节点记为A点沿初始运动路径上的后面的节点变为不可抵达的节点，则在随机树中去除这个节点，保持其他节点不变，确定父节点被去除的节点，将父节点被去除的节点分别记为Bi点，i＝1、2…；

从随机树中分别匹配Bi点的父节点，分别选取从A点至某一Bi点累加欧式距离最短的父节点作为该Bi点新的父节点，依据新的父节点更新各个节点之间的连接方式，完成局部路径规划。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤4中局部路径规划完成之后且机器人运行尚未超过去除节点，若该去除节点处的障碍物离开，则在去除节点的父节点与子节点之间增加一个中点作为新的节点；生成新节点后按照累加欧式距离最小化的原则修剪随机树中步骤3中一定范围内节点的连接方式，重新进行局部路径规划。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4中，保证步骤3中一定范围内的节点总数与原来随机树中对应范围内节点总数相等。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤5中，如果当前位置距离终点小于预设的距离，并且从当前位置直线运动到终点无障碍物，则终止循环。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述预设的距离为机器人的一个步长。

10.根据权利要求1-9之一所述的方法，其特征在于，适用于服务机器人、无人驾驶玩具车、自主导航无人机。