[发明专利]一种滚动多面体张拉整体机器人的综合代价最优路径规划方法

权利要求书

1.一种滚动多面体张拉整体机器人的综合代价最优路径规划方法，其特征在于，包括：

根据机器人的滚动行进方式与多面体构型特征，在几何上将机器人表面展开，并在规划范围内对表面展开图进行扩展，预先确定机器人可能的位置与运动路径；

以表面图上多边形形心代表机器人可能位置节点，以多边形之间的相邻关系为位置节点的连接关系，获得机器人的可能位置、路径图；

根据机器人的可能位置、路径图，以有向图G＝(V,H)的形式建立机器人路径规划模型，其中V为节点矩阵，H为代价矩阵，并确定出发点与目标点；

运用图论中求两点间最短路径的算法求综合代价最小的路径，即为路径规划结果。

2.根据权利要求1所述的一种滚动多面体张拉整体机器人的综合代价最优路径规划方法，其特征在于，以机器人支撑面形心代表机器人位置节点，对机器人可能的位置节点进行编号，获得位置节点矩阵V。

3.根据权利要求1所述的一种滚动多面体张拉整体机器人的综合代价最优路径规划方法，其特征在于，根据给定位置节点之间的几何和拓扑关系，以及地形环境特征，确定代价矩阵H。

4.根据权利要求1所述的一种滚动多面体张拉整体机器人的综合代价最优路径规划方法，其特征在于，所述规划方法还包括：

以有向图G＝(V，H)的形式建立机器人路径规划模型过程中，将环境中位置节点间距离、地形特点分别用距离矩阵E和地形矩阵A表示；

当不考虑地形环境对路径规划的影响时，代价矩阵H即为距离矩阵E；

当考虑地形环境对路径规划的影响时，代价矩阵H为距离矩阵E和地形矩阵A的Hadamard乘积。

5.根据权利要求4所述的一种滚动多面体张拉整体机器人的综合代价最优路径规划方法，其特征在于，所述距离矩阵E同时考虑了位置节点间的连接关系和距离的影响，距离矩阵的元素E_ij为：

式中，l(i,j)>0代表从位置节点V_i到位置节点V_j的几何长度，其取值由给定地图的对应几何长度确定。

6.根据权利要求4所述的一种滚动多面体张拉整体机器人的综合代价最优路径规划方法，其特征在于，所述地形矩阵A同时考虑了障碍物、地形的影响，地形矩阵的元素α_ij为：

式中，w_α(i,j)>0代表对应于从位置节点V_i到位置节点V_j的步态的罚函数，其取值根据给定地图的对应地形罚函数确定。