[发明专利]一种机器人在复杂场景中规避动态障碍物的方法

摘要

本发明涉及一种机器人在复杂场景中规避动态障碍物的方法。该方法可以在机器人存在有限感知范围，且动态障碍物速度大于机器人速度的条件下，产生有效的轨迹；同时在动态障碍物速度不会突变的条件下，该方法产生的轨迹依然可以规避障碍物，而不需要重复计算新路径。该方法基于快速随机树方法生成随机树来寻找可行路径，在快速随机树生长的过程中，利用速度障碍法来进行树节点的生长和选取，可以将避障问题在速度域与位置域同时考虑，且速度障碍生成速度很快，具有高效性；同时，采用考虑到最大机器人速度的速度障碍法(MVO)，可以规避相对高速的动态障碍物；另外，速度障碍物在多机避碰上具有优势，该专利中的方法同样可以适用于多动态障碍物避碰。

主权项

1.一种机器人在复杂场景中规避动态障碍物的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.全局在运动的开始，机器人已知包含静态障碍物信息的场景地图以及目标点的位置，使用informed rrt*算法进行全局的路径规划，得到一条在限定计算时间内最优的全局路径；S2.将上一步产生的一系列的全局路径点传入路径优化器，路径优化器使用多项式插值的方法进行路径优化，得到一条加加速度最小的路径，同时，该路径在位置、速度、加速度上都是平滑的；S3.机器人使用模型预测法进行路径跟随，将步骤S2得到的一系列平滑路径点作为模型预测法的位置约束，将机器人模型以及状态约束作为模型预测法的等式、不等式约束；通过求解模型预测模型得到一系列未来的状态值和控制量，选取第一个控制量作为机器人的控制量传入控制系统；S4.机器人在跟随路径的过程中，感知系统一直在检测动态障碍物；当有动态障碍物进入探测范围内时，使用RRT‑VO算法进行路径规划，产生一条可以规避障碍物的新轨迹；S5.重复步骤S2至S4，直到到达终点。