[发明专利]一种机器人运动路径规划方法、系统、装置及存储介质

说明书

本发明提出的一种机器人运动路径规划方法、系统、装置及存储介质，所述方法包括：在二维坐标图中，以机器人运动的起始点和目标点的连线为对角线建立囊括所有障碍物点的正方形；以所述正方形为四叉树根节点，建立第一层树节点；通过对正方形进行多次平均分割，建立障碍物点的改进四叉树模型；以正方形对角线作为路径搜索方向，以改进四叉树模型最底层节点所对应正方形的对角线为步长，启动路径搜索；当搜索方向无障碍物点时，将步长距离记录到规划路径中，否则确定能够越过障碍物点的四叉树节点，记为次目标点；通过预设算法完成当前位置到次目标点的路径搜索；路径搜索完成后，将搜索完成的路径显示在二维坐标图中。

技术领域

本发明涉及机器人运动规划技术领域，更具体的说是涉及一种机器人运动路径规划方法、系统、装置及存储介质。

背景技术

近年来随着人工智能和物联网技术的发展，移动机器人性能不断地完善，应用范围大为扩展，不仅在工业、农业、医疗、服务等行业中得到广泛的应用，而且在城市安全、国防和空间探测领域等有害与危险场合得到很好的应用，给人类的社会生活和发展带来了极大的便利。因此，移动机器人技术已经得到世界各国的普遍关注。

移动机器人是一种集现场环境感知、动态决策与移动路径规划、行为控制与及机械功能执行等多项功能于一体的高智能化机器系统。移动机器人技术是一项有着广阔应用前景的高新技术,其中让机器人“动起来”的路径规划技术是移动机器人应用中的一项重要技术。

路径规划算法有很多，例如BFS、DFS、Dijkstra、Astar、RRT算法等等，其中RRT算法的优势在于无需对系统进行建模，无需对搜索区域进行几何划分，在搜索空间的覆盖率高，搜索的范围广，可以尽可能的探索未知区域，使其得到广泛的应用。

上述强大功能的代价就是RRT算法的计算代价过大，同时RRT算法采用“嗅探”的方式来进行路径的探索，其中路径的方向和步长成为了算法的局限，对于这种“嗅探”，常见的问题就是在接近目标点时会进入死锁，机器人通常会在目标点附近进行徘徊，同时路径的方向和步长的选取也会限制路径获取的时间长短，当方向选取不当时，可能无法得到有效路径，而当步长选取不当时，则可能会导致获取到达目标点路径的时间过长，无法快速收敛。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的在于提供一种机器人运动路径规划方法、系统、装置及存储介质，能够有效的加快机器人运动路径的搜索速度。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种机器人运动路径规划方法，包括如下步骤：

S1：在二维坐标图中，以机器人运动的起始点和目标点的连线为对角线建立囊括所有障碍物点的正方形；

S2：以所述正方形为四叉树根节点，建立第一层树节点；

S3：通过对正方形进行多次平均分割，将分割后正方形中的障碍物点归类到对应的书节点中，将分割线上的障碍物点归为上层跟节点中，直至所有障碍物点均在四叉树节点中，以建立障碍物点的改进四叉树模型；

S4：以正方形对角线作为路径搜索方向，以改进四叉树模型最底层节点所对应正方形的对角线为步长，启动路径搜索；

S5：当搜索方向无障碍物点时，将步长距离记录到规划路径中，否则确定能够越过障碍物点的四叉树节点，记为次目标点；

S6：通过预设算法完成当前位置到次目标点的路径搜索；

S7：判断路径搜索是否完成，若是，转到步骤S8，否则转到步骤S5；

S8：将搜索完成的路径显示在二维坐标图中。

进一步，所述步骤S3包括：

对正方形进行分割时，对该正方形进行4^N等分，建立第N层的4^N个树节点；