[发明专利]桥式起重机路径规划方法及系统

说明书

本发明提供了一种桥式起重机路径规划方法及系统，包括如下步骤：步骤S1：采集桥式起重机工作区域的环境图像，根据所述环境图像创建环境地图，其中，所述环境地图为二维模型地图；步骤S2：将所述环境地图分为若干个子区域后生成模糊路径；步骤S3：在若干个所述子区域上生成平面栅格图，将有障碍物的栅格和无障碍物的栅格采用不同颜色标识出；步骤S4：根据所述平面栅格图，在所述模糊路径上搜索出最优路径。本发明从桥式起重机在实际运行中的安全角度出发，在模糊路径上搜索具体路径，一方面有利于提高搜索出的路径的准确性和实际运行中的安全性，另一方面也有利于增强本发明的实用性和适用性。

技术领域

本发明涉及机器人路径规划，具体地，涉及一种桥式起重机路径规划方法及系统。

背景技术

桥式起重机主要由大车运行机构、小车运行机构、起升机构(吊具)及桥架构成。目前针对桥式起重机路径规划的研究主要是偏向于理论性的，通常只是考虑路径规划搜索过程中障碍物的位置，而忽视了桥式起重机在实际运行中可能遇到的吊具及所吊物料尺寸、大小车频繁制动影响因素，此时路径规划出的结果具有很明显的局限性，其实际可操作性和安全性不足。有时也会因考虑的因素不足，而造成很严重的安全事故，如：因在路径规划过程中未考虑吊具和所吊物料尺寸的大小，而是直接将吊具和所吊物料视为质点，这样势必会造成桥式起重机和障碍物发生碰撞。

另桥式起重机路径规划研究主要是集中在环境地图避障，通常只是将障碍物投射到平面进行分析。很少考虑到障碍物高度，尤其是在路径搜索起点到目标点之间存在着一整排障碍物，此时路径搜索进入到死循环，无法搜索到目标点，只有启动桥式起重机吊具将物料沿纵向提升，直到超过障碍物高度，才能继续进行下面的路径搜索。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种桥式起重机路径规划方法及系统。

根据本发明提供的桥式起重机路径规划方法，包括如下步骤：

步骤S1：采集桥式起重机工作区域的环境图像，根据所述环境图像创建环境地图，其中，所述环境地图为二维模型地图；

步骤S2：将所述环境地图分为若干个子区域后生成模糊路径；

步骤S3：在若干个所述子区域上生成平面栅格图，将有障碍物的栅格和无障碍物的栅格采用不同颜色标识出；

步骤S4：根据所述平面栅格图，在所述模糊路径上搜索出最优路径。

优选地，在步骤S3中采用栅格法对所述环境地图进行分解；

每一栅格的尺寸为所述桥式起重机的吊具半径和所吊物料半径中较大者。

优选地，所述步骤S4包括如下步骤：

步骤S401：分别选择所述桥式起重机的运行起点和目标点作为路径搜索起点进行路径搜索；

步骤S402：在所述平面栅格图中，从所述路径搜索起点进行相邻节点的扩展确定下一节点，且设定路径搜索起点周围扩展域中相邻节点的数量为四个；

步骤S403：将下一节点作为路径搜索起点重复执行步骤S402搜索出最优路径。

优选地，当多个相邻节点的代价函数F值相等时，对相邻节点设置优先级；

所述优先级具体为前一节点的右侧节点优先级最高，按逆时针旋转，相邻节点的优先级依次排列；

所述代价函数F值为：F(N)＝G(N)+H(N)

H(N)＝D*(abs(N.x-goal.x)+abs(N.y-goal.y))