[发明专利]轮式机器人节能轨迹规划方法、规划设备及可读存储介质

权利要求书

1.一种轮式机器人节能轨迹规划方法，其特征在于，所述轮式机器人节能轨迹规划方法包括以下内容：

获取地图信息；

将所述地图信息对应电子地图划分出数个参考节点；

根据所述地图信息计算任意相邻两参考节点的行驶代价；

根据任意所述相邻两参考节点的行驶代价和A*算法，规划起始点到目标点的最小行驶代价路线；

获取所述最小行驶代价路线在电子地图中的路径信息；

根据所述路径信息结合非线性模型预测控制算法，规划在所述最小行驶代价路线上行驶的最优驱动力和最优制动力关于时间变化的曲线。

2.如权利要求1所述的轮式机器人节能轨迹规划方法，其特征在于，所述将所述地图信息对应电子地图划分出数个参考节点包括：

将所述电子地图划分成多个网格，所述网格的几何中心为参考节点。

3.如权利要求2所述的轮式机器人节能轨迹规划方法，其特征在于，所述根据所述地图信息计算任意相邻两参考节点的行驶代价包括：

根据所述地图信息获取任意相邻两参考节点间的地形及每种地形的路程距离；

根据所述任意相邻两参考节点间的地形、每种地形的路程距离和机器人自身属性，并结合能量消耗公式，计算任意相邻两参考节点间的能量消耗；

所述能量消耗公式为：

其中，在各种地形下所述机器人自身属性包括：滚动阻力、空气阻力、坡度阻力和惯性力，在能量消耗公式中，F_f为滚动阻力、F_w为空气阻力、F_i为坡度阻力、F_j为惯性力、S为各种地形的路程距离、Q为能量消耗，任意两参考节点间的Q能量消耗即为任意两参考节点的行驶代价。

4.如权利要求3所述的轮式机器人节能轨迹规划方法，其特征在于，所述根据任意所述相邻两参考节点的行驶代价和A*算法，规划起始点到目标点的最小行驶代价路线包括：

根据任意两参考节点的行驶代价使用A*算法公式，进行起始点到目标点的全局路径规划；

所述A*算法公式为：

f(n)＝g(n)+h(n)

其中，f(n)为从初始节点经由节点n到目标节点的总估计代价，g(n)为在节点空间中从初始节点到n节点的当前代价，h(n)是n到目标节点最佳路径的预估代价，所述预估代价的计算函数为曼哈顿距离；

利用A*算法计算f(n)的最小值，将f(n)的最小值的行驶路径作为最小行驶代价路线。

5.如权利要求4所述的轮式机器人节能轨迹规划方法，其特征在于，所述获取所述最小行驶代价路线在电子地图中的路径信息包括：

获取所述最小行驶代价路线处于电子地图中位置的路径信息，所述路径信息包括：最小行驶代价路线关于弯道的限速值v_cur，以及关于直道的限速值v_road；

将所述路径信息作为非线性模型预测控制算法的约束条件。