[发明专利]一种基于栅格地图的移动机器人实时分层路径规划方法

摘要

本发明涉及一种基于栅格地图的移动机器人实时分层路径规划方法，该方法在栅格地图中使用，该方法包括：根据外部环境信息进行二值分类并建立栅格地图，根据基于速度的人工势场法进行外层路径规划，在路径即将陷入局部极小和震荡时，根据A星算法进行基于内层路径规划。本发明解决了传统人工势场法可能陷入局部极小和规划路径振荡的问题，解决了A星算法不适用于实时路径规划的问题，保证了移动机器人的实时、安全和稳定运行。

主权项

一种基于栅格地图的移动机器人实时分层路径规划方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一：地图预处理过程：开始新的规划周期，进行当前规划周期中的栅格地图数据更新，给定所有栅格的运行代价，进行膨胀运算，设定当前规划周期的起点和目标点；步骤二：基于速度的人工势场法外层路径规划过程：设定基于速度的人工势场法参数，根据引力势能、斥力势能所产生合力矢量的方程计算移动机器人所受到的合力矢量，合力矢量方程为：；该合力矢量直接指导移动机器人运行，并对所规划路径的状态进行循环检测，当规划路径即将处于局部极小和震荡状态时且未达到全局目标点时，转到步骤三；当机器人到达目标点时，转到步骤四；步骤三：基于A星算法的内层路径规划过程：暂停外层基于速度的人工势场法路径规划过程，选取临时目标点并切换到A星算法进行机器人路径规划；当规划路径不再处于局部极小和震荡状态且未到达临时目标点时，转到步骤二；当机器人到达全局目标点时，转到步骤四；步骤四：路径规划结果输出：合并内外层规划路径，将此规划周期生产的路径保存并让机器人按照规划路径移动；如果不满足停止路径规划条件，回到步骤一，否则停止路径规划，机器人也停止运动。