[发明专利]基于改进人工鱼群算法的移动机器人路径规划方法

权利要求书

1.基于改进人工鱼群算法的移动机器人路径规划方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、初始化人工鱼群算法相关参数，包括鱼群规模N、人工鱼移动步长step、视野visual、拥挤度因子δ以及最大迭代次数，设定滚动窗口半径r；

S2、进行全局路径规划，随机性获得初始路径；

S3、机器人沿初始路径前进，并不断检测周围环境信息，检测滚动窗口内是否有动态障碍物；若未检测到动态障碍物，得到移动机器人的路径；

S4、若检测到动态障碍物存在，则预测是否会与其发生碰撞以及碰撞的类型；

S5、若预测不会发生碰撞，则按初始路径继续前进；

S6、若预测到即将发生碰撞，则执行相应的避障策略，然后进行局部路径规划，重新规划出到达终点的路径继续前进；

S7、重复步骤S3至S6，直到机器人到达终点；

所述步骤S2中，机器人会首先沿着初始路径前进，速度为V_R，运动方向为R_dir，机器人可以探测到半径r为两个栅格距离的圆形区域的动态障碍物；在机器人前进的过程中不断检测周围是否存在动态障碍物，在检测到障碍物后则进行局部路径规划，执行避障策略，具体为：

机器人移动一个栅格的距离所用时间为t_f，行走速度为v_r，滚动窗口探测距离为半径R_t＝2的圆；机器人在没有遇到障碍物时按照全局路径规划的最优路径前进，路径记为R_path；假设动态障碍物的移动速度为v_i，且v_i≤v_r，通过的路径记为D_path；若机器人在t_i时刻探测到了动态障碍物的踪迹，则计算出其位置记为Q(x(t_i)，y(t_i))，简记为Q(t_i)，令Δt＝σ/v_r，σ表示机器人的移动步长；

τ＝{t_i，t_i+Δt，t_i+2Δt，...，t_i+t_f，t_i+2t_f，...，t_i+jt_f} (1)

则动态障碍物的运动轨迹坐标集合为：

K＝{Q(t_i)，Q(t_i+∧t)，Q(t_i+2∧t)，...，Q(t_i+t_f)，

Q(t_i+2t_f)，...，Q(t_i+jt_f)} (2)

机器人的运动坐标记为P(x(t_i)，y(t_i))，简记为P(t_i)，则机器人的运动轨迹坐标为：

O＝(P(t_i)，P(t_i+△t)，P(t_i+2Δt)，...，P(t_i+t_f)，

P(t_i+2t_f)，...，P(t_i+jt_f)} (3)

机器人和动态障碍物之间需要保持一定的安全距离，定义为：

机器人在行进过程中应当与障碍物保持在安全距离之外，如果在某一时刻检测到机器人与障碍物之间的距离小于安全距离，则考虑机器人会与障碍物发生碰撞，反之则不会发生碰撞。

2.根据权利要求1所述的基于改进人工鱼群算法的移动机器人路径规划方法，其特征在于：所述步骤S2中，如果预测在时间t_f内发生侧面碰撞，机器人执行等停策略，在安全范围内等待时间t_w后，继续按照原来的路线行驶，如果执行等待时间t_w后仍然预测到与该障碍物碰撞，则执行局部经规划策略；

D表示动态障碍物的直径。