[发明专利]一种智能移动机器人全局路径规划方法和系统

说明书

本发明公开了一种智能移动机器人全局路径规划方法和系统，方法包括：S1，确定作业全局信息，对所述作业全局的场景进行格栅化后获得全局栅格地图；S2，对所述全局栅格地图设置行驶规则以及设置特殊区域；S3，将所述全局栅格地图的栅格值离散化，定义移动机器人通过的区域与障碍物的间距大于所述移动机器人的外接圆半径；S4，采用A*算法对所述全局栅格地图定义通行值；S5，根据所述通行值以及所述移动机器人的起始点和目标点，输出所述栅格地图中一系列连续的路径点坐标值。通过预先构建的场景全局栅格地图，设置基于类似于机动车交通规则，对全局栅格地图定义通行值来改进A*全局路径搜索算法，生成输出连续的路径点坐标值实现自主导航。

技术领域

本发明涉及移动机器人智能控制领域，具体地涉及一种智能移动机器人全局路径规划方法和系统。

背景技术

目前移动机器人已经服务于社会发展的各行各业，能够代替人工执行任务，执行效率高、误差率低，能够有效地降低人工成本以及经营成本，如工厂、医院、家庭、酒店、展览馆、餐厅等，主要执行物流、搬运和配送等作业任务。

移动机器人需要在工作场景内自主导航，能够准确定位和安全行进。而当作业场景比较复杂，如动态物体比较多、可行驶区域比较狭窄等，移动机器人的运动需要遵守类似于机动车交通规则，如禁行区、右行区、抵制区、禁行线和单行线等，才能保证移动机器人在复杂作业场景中有序通行，解决移动机器人与动态物体之间以及多移动机器人之间可能出现的交通卡顿甚至拥堵问题。

移动机器人在工作场景中作业，一般都是提前构建周围工作场景全局地图，根据作业任务要求，实现从起始点到目标点的安全行进。而普通的移动机器人的全局路径规划算法则只会搜索最近的或者耗时最短的捷径，而不会遵从可行驶通道行驶的交通规则，就会导致在如动态物体比较多、可行驶区域比较狭窄等场景中行进的顺畅性很差。

为了保证移动机器人的通行效率和安全性，需要在移动机器人预先构建的场景地图上进行一定的交通规则设置，类似于人类机动车的交通规则标识出哪些区域能行走，哪些区域不能行走，以及哪些区域只能单向行走等约束。移动机器人基于这些交通规则约束条件，因此，如何实现机器人安全高效的运行，是本领域技术人员的工作重点。

发明内容

本发明提供了一种智能移动机器人全局路径规划方法和系统，使得移动机器人在复杂动态场景作业时的实现自主导航，安全有序性好且实时性较高，解决应用于不同复杂动态场景中多移动机器人狭窄作业区域内的交通拥堵问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种智能移动机器人全局路径规划方法，包括：

S1，确定作业全局信息，对所述作业全局的场景进行格栅化后获得全局栅格地图；

S2，对所述全局栅格地图设置行驶规则以及设置特殊区域；

S3，将所述全局栅格地图的栅格值离散化，定义移动机器人通过的区域与障碍物的间距大于所述移动机器人的外接圆半径；

S4，采用A*算法对所述全局栅格地图定义通行值；

S5，根据所述通行值以及所述移动机器人的起始点和目标点，输出所述栅格地图中一系列连续的路径点坐标值。

其中，所述特殊区域包括禁行区、右行区、抵制区、禁行线和单行线中至少一种。

其中，所述S2，包括：

通过设置所述全局栅格地图的栅格值在第一预定区域获得禁行区、右行区、抵制区、禁行线，通过限制所述全局栅格地图的栅格扩散在第二预定区域设置单行线。

其中，所述全局栅格地图的栅格值的范围为0～255或0～1023。

其中，在所述S5之后，还包括：

通过激光传感器、多普勒雷达实时感知周围环境信息，对所述移动机器人在所述栅格地图中进行全局定位。