[发明专利]一种动态环境下的移动机器人路径规划方法

说明书

本发明公开了一种动态环境下的移动机器人路径规划方法，具体包括：建立全局栅格地图；根据障碍物的特征及位置变化情况，从检测到的障碍物中筛选出动态障碍物；分析动态障碍物的运动趋势，并确定设定时段内对应的影响区域；对于影响区域中的每个栅格，计算在设定所述时段内被各个动态障碍物占据的概率，并以其中的最大概率作为该栅格被占据的概率；从起始位置到目标位置按照给定规则生成候选路径，根据候选路径是否经过静态障碍物、长度、以及动态栅格的概率，对每条所述候选路径进行评价；将具有最优评价结果的候选路径作为最终规划的路径。本发明使得移动机器人沿着最终规划的路径运动时，与动态障碍物发生碰撞的概率大大降低，提高了移动机器人运动的安全性和可靠性。

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别涉及一种动态环境下的移动机器人路径规划方法及装置、一种计算设备及计算机可读存储介质。

背景技术

在移动机器人(包括自动驾驶汽车等)运动过程中，需要对环境信息进行感知、分析和计算，结合移动机器人自身定位和目标位置，利用避障和移动机器人路径规划方法，实现自主导航。然而，环境中存在的动态物体给移动机器人的导航造成了很大的困扰。在构建环境地图的过程中，动态物体可能会被当做环境中固有的因素被构建到地图当中，使得环境地图中可能存在动态物体的运动轨迹，移动机器人在导航的过程中，容易受到其运动轨迹的干扰而未能作出恰当的决策。因此，较为实时准确地估计出动态物体的运动轨迹，并分析动态物体对相关区域的影响，将会有利于问题的解决。

现有避障方法能够在很大程度上避免动态物体对移动机器人自主运动带来的负面影响，但也具有一定的局限性：1)避障方法选择的运动方向通常是局部视角下选择的，不具有全局最优性，这使得移动机器人为了躲避动态障碍物，在此期间的运动路径质量大幅下降，如选择的路径长度较长，平滑性也较差等；2)该类技术通常不考虑动态障碍物的运动趋势，仅从选择距离导航目标较近的运动方向或尽量不破坏原规划路径等原则进行考虑，这使得其不能保证避障效果，其躲避的方向可能与动态障碍物的运动方向冲突，反而容易与动态障碍物发生碰撞。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动态环境下的移动机器人路径规划方法及装置、一种计算设备及计算机可读存储介质，从而克服现有技术的缺点。

第一方面，本说明书的实施例公开了一种动态环境下的移动机器人路径规划方法，包括：

建立全局栅格地图，所述地图覆盖移动机器人运动的起始位置和目标位置，为由正方形栅格组成的矩形区域，每个栅格包含了被障碍物占用的情况信息；

检测所述全局栅格地图中的所有障碍物，根据所述障碍物的特征及位置变化情况，筛选出动态障碍物，将每个动态障碍物对应的栅格都标记在全局栅格地图中；

在所述全局栅格地图中，针对动态障碍物，根据其在设定时段内的运动轨迹，预测未来设定时段内的运动趋势，划分出所述运动轨迹和所述运动趋势对应的影响区域；

所述影响区域中，计算每个栅格在设定时段内被各个动态障碍物占据的概率，并以其中的最大概率作为该栅格被占据的概率；

在所述全局栅格地图中，从所述起始位置到所述目标位置，按照给定规则候选路径；根据每条候选路径是否经过静态障碍物，长度、以及经过的所有动态栅格的概率，利用给定的评价规则对每条所述候选路径进行评价；

将具有最优评价结果的候选路径作为最终规划的路径。

第二方面，本说明书的实施例公开了一种动态环境下的移动机器人路径规划装置，包括：

环境模型构建模块，被配置为建立全局栅格地图，所述地图覆盖移动机器人运动的起始位置与目标位置，为由正方形栅格组成的矩形区域，每个栅格包含了被障碍物占用的情况信息；