[发明专利]一种新的地图路径规划系统

说明书

本发明公开了一种新的地图路径规划系统，所述系统包括：数据采集模块，用激光传感器收集点云数据；数据表示模块，用八叉树将点云地图转换为栅格地图；路径规划模块，指定机器人的起点位置和终点位置，机器人自动绕开障碍物，选择最优路径。

技术领域

本发明涉及地图路径规划技术，具体涉及地图路径规划系统。

背景技术

随着各项性能的提高，服务机器人可以在人们日常生活中完成越来越多的任务，比如打扫卫生、移动物体等等。为了使任务完成得更加流畅，机器人必须实现对指定移动目标的路径规划。路径规划依赖于室内地图，常用的室内地图为二维栅格地图，然而二维栅格地图只考虑了某一高度平面的环境信息，太高或者太低的障碍物都不能避免，因此也不能在复杂环境中使用。

相比二维栅格地图而言，三维栅格地图能够更加真实和精确地对环境加以描述，处理很多二维图像数据不能解决的问题，适用于包含有各种高度障碍物的复杂室内环境。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，尤其解决二维栅格地图只考虑了某一高度平面的环境信息，无法得知周围环境的准确三维结构，不能保证所规划的路径上机器人不与障碍物发生碰撞的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种新的地图路径规划系统，其中，所述系统包括：数据采集模块，用激光传感器收集点云数据；数据表示模块，用八叉树将点云地图转换为栅格地图；路径规划模块，指定机器人的起点位置和终点位置，机器人自动绕开障碍物，选择最优路径。

该发明方案的有益效果在于，通过三维激光传感器采集的三维点云信息，经过八叉树结构表示，将离散的点云数据转换成三维栅格地图，实现三维栅格地图下的最优路径规划，使得机器人可以避开环境中的物体，避免碰撞确保机器人行进中的安全。

附图说明

图1是本发明的实施例的地图路径规划系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明进行更加详细与完整的说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。

图1是根据本发明的实施例的地图路径规划系统示意图。

参照图1，所述地图路径规划系统包括：数据采集模块10，用激光传感器收集点云数据；数据表示模块20，用八叉树将点云地图转换为栅格地图；路径规划模块30，指定机器人的起点位置和终点位置，机器人自动绕开障碍物，选择最优路径。

在本实施例中，将点云地图转换为三维栅格地图后，进行最优路径规划，最优路径规划操作可使用启发式算法、遗传算法、退火算法或其他合适的路径规划方法。下面以启发式算法为例对本发明进行说明。其中启发式算法是一个基于直观或经验构造的算法，在可接受的计算时间和空间下给出待解决组合优化问题的一个可行解。

具体而言，经过模块10对周围环境进行点云数据采集后，已经得到大量的点云数据，需要用八叉树将点云地图转换为栅格地图，模块20描述如下：

八叉树是一种基于树形结构的层次化数据结构，如果树不是空的，那么八叉树的任何一个节点的都只有八个或者零个子节点。

八叉树的每个节点与正方体C的一个子立方体对应，树根与正方体本身相对应，如果要表示的形体V只有正方体C(V＝C)，那么要表示的形体V的八叉树仅有树根，如果要表示的形体V不仅仅是正方体(V≠C)，则将C等分为八个子立方体，每个子立方体与树根的一个子节点相对应。只要某个子立方体不是完全空白或完全为V所占据，就要被八等分，从而对应的节点也就有了八个子节点。这样的递归判断、分割一直要进行到节点所对应的立方体或是完全空白，或是完全为V占据，