[发明专利]一种机器人矿井作业路径规划方法

摘要

本发明公开了一种机器人矿井作业路径规划方法，它涉及矿井作业路径规划技术领域；本发明的应用步骤包含：1机器人自由移动空间建模，2粒子群算法在栅格空间中的规划算法；另外本发明应用中还涉及粒子群的基本原理和粒子群算法的实现方法。本发明有益效果为：它利用传统的栅格策略对周围环境进行建模，通过粒子群算法找出一条较为优化的全局路径。

主权项

一种机器人矿井作业路径规划方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一、机器人自由移动空间建模用栅格方法来对机器人移动空间进行建模，所述栅格的大小可以按照如下方法生成：(1)在寻优空间内顺序的选择一个障碍物；(2)若该障碍物是一个凸多边形，则把该多边形分割为互不相交的三角形；若该障碍物不是凸多边形，则以该多边形的最大及最小横纵坐标构建一个长方形，并将长方形分割为两个不相交的三角形；(3)按照如下公式计算每一个三角形的面积其中a，b分别是三角形的两边，α是a，b所夹的角度；(4)在寻优空间中顺序的处理下一个障碍物，若还有其他的障碍物，跳转至第(2)步骤；(5)计算所有障碍物的面积总和Sab；(6)根据如下公式计算栅格粒度其中$l_t=\frac{S_{ab}}{S_{total}}\×l_{mzx},l_{mzx}$为最大的栅格边长,l_min为最小的栅格边长，l为最后确定的栅格边长；(7)算法终止以上算法得到的是根据障碍物大小而计算的栅格大小，用同样的方法再次计算机器人本身的大小,最终的栅格大小为两者中的最大值；步骤二、粒子群算法在栅格空间中的规划算法该算法包括一下步骤：1.根据障碍物及机器人自身的大小计算栅格大小，建立机器人的环境模型；2.初始化粒子群算法的具体参数，包括种群规模，初始位置及初始粒子速度，惯性权重，加速度系数以及最大的迭代数；3.对各个粒子的有效性进行检查；4.计算每一个粒子的适应度，比较每一个粒子的适应度与历史最优的适应度，根据需要，更新历史最优适应度；5.更新粒子的速度和位置；6.检查粒子有效性，若无效，需要重新产生新的粒子；7.更新系数，如惯性权重等；8.判断是否满足终止条件，如果满足，程序终止；若不满足，则跳转至步骤4。