[发明专利]一种机器人连续运动的路径导航方法及其系统

说明书

本发明公开了一种机器人连续运动的路径导航方法及其系统，利用动态环境地图知识确定机器人的初始位置以及目标位置，且在动态环境地图知识内统计初始位置和目标位置之间的运动路径；标记所有运动路径上的障碍物，按照路径距离选择最优选路径；将最优选路径与其他导航路径之间的交叉点作为标记点，最优选路径根据标记点划分为多个分叉段；实时监控最优选路径上的动态障碍并确定影响机器人运动的动态障碍，根据每个机器人当前所处的分叉段，以分叉段的前岔路口或者后岔路口重新作为初始位置；重新选择最优选路径，直至每个机器人按照最短路径运动至目标位置；本发明保证每个移动机器人的路径导航移动路径最短。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种机器人连续运动的路径导航方法及其系统。

背景技术

路径规划是移动机器人的核心问题，它研究如何让移动机器人从起始位置无碰撞、安全地移动到目标位置。安全有效的移动机器人导航需要一种高效的路径规划算法，因为生成的路径质量对机器人的应用影响很大。

简单来说，移动机器人导航需要解决如下三个问题：我在哪？我要去哪？我怎么去那？这三个问题分别对应移动机器人导航中的定位、建图和路径规划功能。定位用于确定移动机器人在环境中的位置。移动机器人在移动时需要一张环境的地图，用以确定移动机器人在目前运动环境中的方向和位置。地图可以是提前人为给定的，也可以是移动机器人在移动过程中自己逐步建立的。而路径规划就是在移动机器人事先知道目标相对位置的情况下，为机器人找到一条从起点移动到终点的合适路径，它在移动的同时还要避开环境中分散的障碍物，尽量减少路径长度。

现有的机器人连续运动的路径导航方法大多仅针对一个机器人在地图环境中移动，从而方便针对该单个机器人调整最优的导航路径，而对于多个机器人从同一起点到同一重点的路径导航中，如果机器人在移动过程中出现新增的障碍物时，还将所有机器人的移动路径相同，那么很有可能造成机器人的移动路径不是最短路径，增大运动耗能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机器人连续运动的路径导航方法及其系统，以解决现有技术中机器人在移动过程中出现新增的障碍物时，所有机器人的移动路径相同，那么很有可能造成机器人的移动路径不是最短路径，增大运动耗能的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种机器人连续运动的路径导航方法，包括以下步骤：

步骤100、利用动态环境地图知识确定机器人运动起点的初始位置，以及运动终点的目标位置，且在所述动态环境地图知识内统计初始位置和目标位置之间的运动路径；

步骤200、标记所有运动路径上的障碍物，基于避开障碍物抵达目标位置的原则设定从初始位置到目标位置的导航路径，并按照路径距离选择最优选路径；

步骤300、将最优选路径与其他导航路径之间的交叉点作为标记点，所述最优选路径根据标记点划分为多个分叉段，且确定每个分叉段的前岔路口和后岔路口；

步骤400、实时监控所述最优选路径上的动态障碍并确定影响机器人运动的动态障碍，且将该所述动态障碍更新至所述最优选路径内，根据每个机器人当前所处的分叉段，以所述分叉段的前岔路口或者后岔路口重新作为初始位置；

步骤500、以分叉段的前岔路口或者后岔路口重新作为初始位置，目标位置固定不变，按照步骤200-步骤400选择最优选路径，直至每个所述机器人运动至目标位置。

作为本发明的一种优选方案，在步骤100和步骤200中，多个机器人处于同一初始位置且朝向同一目标位置，多个机器人按照路径距离最短的方式选择同一个最优选路径。

作为本发明的一种优选方案，在步骤200中，设定导航路径，并从导航路径中选择最优选路径的实现步骤为：