[发明专利]基于机器人运动轨迹的区域连通图构建方法

说明书

本发明公开基于机器人运动轨迹的区域连通图构建方法，步骤1、分别沿着机器人预先标记的相互平行的每条运动轨迹线段，自中点向两端步进地提取出具备可通行性的节点；步骤2、基于步骤1提取出的具备可通行性的节点构建出树形结构，再结合指定节点距离导航起点的移动代价，从所述树形结构的节点的可达邻域内搜索出一个区域连通图；其中，导航起点是预先配置到机器人内的导航信息。使得机器人在导航时可以使用区域连通图取代传统的栅格地图，可以极大的减少搜索运算量，同时也能够连接出更多的可行路径，提高区域可达的完备性。

技术领域

本发明涉及机器人构建地图的技术领域，涉及基于机器人运动轨迹的区域连通图构建方法。

背景技术

图搜索算法（A*、D*）传统的路径规划算法，对栅格地图的依赖比较大，随着栅格的读取精确度增加或地图面积增大，其计算量随着地图的增大而指数上升，搜索量呈现爆炸式增长。

目前主流的随机路线图算法，虽然解决了搜索量爆炸是增长的问题，但是构建出的栅格地图的完备性较差，机器人不容易搜索到可行路径。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种基于机器人运动轨迹的区域连通图构建方法，从机器人已遍历形成的清扫路线中筛选出合适的节点集合，最后针对这个筛选出的节点集合，利用传统的图搜索算法进行搜索，形成一套完备的区域连通图。具体技术方案如下：

基于机器人运动轨迹的区域连通图构建方法，包括：步骤1、在机器人预先标记的相互平行的每条运动轨迹线段中，分别沿着机器人预先标记的相互平行的每条运动轨迹线段，自运动轨迹线段的中点向两端步进地提取出具备可通行性的节点；步骤2、先基于步骤1提取出的具备可通行性的节点构建出树形结构，然后结合指定节点距离导航起点的移动代价，从所述树形结构的节点的可达邻域内搜索出一个区域连通图；其中，导航起点是预先配置到机器人内的导航信息。与现有技术相比，本技术方案在清扫轨迹的中点向两端步进搜索节点，再利用搜索的节点构建树形数据结构并在树形数据结构上进行传统图搜索算法，以搜索出的区域连通图，使得机器人在导航时可以使用区域连通图取代传统的栅格地图，可以极大的减少搜索运算量，同时也能够连接出更多的可行路径，提高区域可达的完备性。

进一步地，所述步骤2的具体方法包括：步骤21、将距离导航起点的移动代价最小的指定节点配置为搜索起点；其中，最先配置为指定节点的节点是属于步骤1提取出的任意一个具备可通行性的节点。然后进入步骤22；步骤22、在步骤1提取出的具备可通行性的节点所构建的树形结构的节点中，筛选出属于当前配置的搜索起点的可达邻域内的未遍历的邻接节点并将当前筛选出的节点都配置为指定节点，然后进入步骤23；步骤23、将当前配置的搜索起点及步骤22筛选出的邻接节点组成所述区域连通图，将当前配置的搜索起点配置为已遍历的节点使其不再是所述指定节点；然后在当前配置出的指定节点中，将距离导航起点的移动代价最小的指定节点配置为下一次筛选新的邻域节点的搜索起点，再返回步骤22；步骤24、重复步骤22至步骤23，直至不存在指定节点被配置为新的搜索起点，并确定构建出一个所述区域连通图。从而通过约束一个可达邻域来进行未遍历的邻接节点的搜索并在不断的迭代处理中更新最短路径距离信息，以确保最后一次得到的是完备性最好、互连互通的节点集合，让这些节点集合组成区域连通图。

进一步地，所述当前配置的搜索起点及步骤22筛选出的邻接节点都被配置为键值，以构造成为任意两个节点间均互连互通的所述区域连通图；其中，所述搜索起点及其在步骤22中对应筛选出的邻接节点支持构建出可通行路线；其中，所述区域连通图是一种图形结构空间，属于一种数据结构。