[发明专利]一种机器人路径规划方法

权利要求书

1.一种机器人路径规划方法，其特征在于，包括

获取环境空间信息，根据环境空间信息生成栅格地图；其中，栅格地图中包括黑格和白格，黑格表示有障碍物，白格表示无障碍物；

生成采样点集X，并利用PRM算法对采样点集X的采样点进行双向搜索生成路径集F；

根据路径集F得到最优折线路径；

对最优折线路径进行平滑处理得到最优规划路径。

2.根据权利要求1所述的一种机器人路径规划方法，其特征在于，生成采样点集X的具体过程为：先创建采样点集X，该采样点集X初始为空；在栅格地图上进行随机取点，并判断所取的采样点是否在黑格上，若所取的采样点不在黑格上，则将该采样点加入至采样点集X。

3.根据权利要求1所述的一种机器人路径规划方法，其特征在于，生成路径集F的具体过程为：

(3-1)先创建路径集F，该路径集F初始为空；

(3-2)设定初始点和目标点，初始点为正向原点，目标点为反向原点；

(3-3)以正向原点为起始点，向靠近反向原点的任意方向搜索采样点，将正向原点与搜索的采样点连接得到正向连线，然后判断正向连线是否与黑格接触，若正向连线不与黑格接触则将该正向连线加入至路径集F中；

(3-4)以反向原点为起始点，向靠近正向原点的任意方向搜索采样点，将反向原点与搜索的采样点连接得到反向连线，然后判断反向连线是否与黑格接触，若反向连线不与黑格接触则将该反向连线加入至路径集F中；

(3-5)遍历路径集F中新增加的正向连线对应的采样点，将正向连线对应的采样点依次作为新的正向原点并重复步骤(3-3)，然后遍历路径集F中新增加的反向连线对应的采样点，将反向连线对应的采样点依次作为新的正向原点并重复步骤(3-4)；

(3-6)当路径集F中有新增加的正向连线或反向连线时，则重复步骤(3-5)，直至新增的正向连线与新增的反向连线对应有相同的采样点。

4.根据权利要求3所述的一种机器人路径规划方法，其特征在于，根据路径集F得到最优折线路径图的具体过程为：利用启发式搜索算法在路径集F中寻找最优折线路径。

5.根据权利要求4所述的一种机器人路径规划方法，其特征在于，根据路径集F得到最优折线路径图的具体过程为：若路径集F为空，则没有最优折线路径。

6.根据权利要求4所述的一种机器人路径规划方法，其特征在于，利用启发式搜索算法在路径集F中寻找最优折线路径的具体过程为：

令正向连线与反向连线所对应的相同采样点为重复点；

选取初始点至重复点之间连续的正向连线以及目标点至该重复点之间连续的反向连线；

将选取的正向连线和反向连线相连得到若干条折线路径；

将若干条折线路径进行长度比较得到最短的折线路径，该条最短的折线路径为最优折线路径。

7.根据权利要求1～6任一项所述的一种机器人路径规划方法，其特征在于，采用三次样条差值的方式对最优折线路径进行平滑处理。

8.根据权利要求7所述的一种机器人路径规划方法，其特征在于，采用三次样条差值的方式对最优折线路径进行平滑处理的具体步骤如下：

依次取最优折线路径上两个相邻采样点，对两个采样点区间进行分割得到若干个小区间；

对每个小区间进行样条插值得到三次多样式函数；

对三次多样式函数进行解析得到插值点，再根据插值点绘制得到最优规划路径。

9.根据权利要求8所述的一种机器人路径规划方法，其特征在于，利用linspace函数对两个采样点区间进行分割。