[发明专利]一种基于机器人位姿的多重栅格值导航方法及其应用

摘要

本发明公开了一种基于机器人位姿的多重栅格值导航方法及其应用，属于机器人导航技术领域。本发明基于机器人位姿的多重栅格值导航方法，扩大了机器人在栅格地图中的可通过区域，增强了拓扑地图的联通性。同时，在基于BIM信息的室内墙面施工自主移动机器人导航方法中，基于提取的BIM信息计算工作点，再根据工作点的位置信息和工作任务顺序，基于机器人位姿的多重栅格值导航方法，设置相邻工作点之间的局部导航路线；实时定位并检测室内墙面施工自主移动机器人周围的障碍物信息，更新栅格地图，并基于更新后的栅格地图重新设置相邻工作点之间的局部导航路线。本发明的实施，提升了导航工作效率和准确率。

主权项

1.一种基于机器人位姿的多重栅格值导航方法，其特征在于，包括下列步骤：在栅格地图中，为每一个栅格除了存储栅格值信息外，额外定义一个表示机器人在不同角度状态下的是否碰撞标识符的数组；对栅格地图进行预处理：将栅格地图中的所有自由区域的标记为非碰撞标识符，以及将栅格地图中的致命障碍和内切障碍均置为碰撞标识符；基于机器人的不同位姿的角度x，分别判断机器人的每个顶点是否落在致命障碍的栅格上，若全部顶点均未落在致命障碍的栅格上，则设置角度x对应的是否碰撞标识符为非碰撞标识符；否则设置是否碰撞标识符为碰撞标识符；从而得到多个与机器人角度相关的可达性地图，记为可达性地图Map[n]，其中n为对应的角度区分符；基于机器人的当前起始点A与目标点B，设置从点A到点B的局部路径：用Map0表示不限制机器人角度的由障碍物和自由区域构成的地图；若A点处于自由区域，B点处于自由区域，且A点到B点能在地图Map0中查找到一条可达路径，则采用非限制角度变化的方式导航；若在地图Map0中不能查找到可达路径，则遍历搜索每个可达性地图Map[n]中是否存在从点A到点B的可达路径，其中每个可达性地图Map[n]只对应一条可达路径；再从搜索得到的所有可达路径中，查找最短路径的可达路径所对应的可达性地图，并将其对应的角度作为机器人的导航角度，通过限制机器人角度的方式导航到B点；若A点处于自由区域，B点处于非自由区域，则基于点B的位置，将所有可达性地图Map[n]中的是否碰撞标识符为非碰撞标识符的可达性地图作为第一可达性地图子集；并遍历第一可达性地图子集中的每个可达性地图中是否存在从点A到点B的可达路径；再从搜索得到的所有可达路径中，查找最短路径的可达路径所对应的可达性地图，并将其对应的角度作为机器人的导航角度，通过限制机器人角度的方式导航到B点；若A点处于非自由区域，且当前机器人角度为R，那么搜索角度R对应的可达性地图Map[R]，并判断所述可达性地图Map[R]中是否存在可达路径，若存在，则通过限制机器人角度为R的方式导航到B点；否则认为点A到点B的路径不可达。