一种家居环境下的机器人路径规划方法技术

本发明专利技术公开了一种家居环境下的机器人路径规划方法，综合考虑家庭服务机器人的工作环境中存在大量的墙壁等静态障碍物、多种动态障碍物、房门的开关状态对家庭服务机器人跨子工作区域连续服务产生影响等各种因素，将全局路径规划和局部路径规划结合起来，为家庭服务机器人规划出最优路径，以更好地适用于家居环境。

【技术实现步骤摘要】
一种家居环境下的机器人路径规划方法
本专利技术涉及一种家居环境下的机器人路径规划方法，属于机器人的路径规划技术。
技术介绍
随着生活水平和医疗水平的提高、城镇化的不断推进，人口老龄化现象日益凸显。另一方面，人们迫切的希望从日常繁琐的家庭劳动中解脱出来。因此人们对于服务机器人的需求越来越高。服务机器人的研究得到了快速的发展，尤其是家庭服务机器人拥有着最大的客户群体与市场，已成为未来机器人行业发展的一个重要趋势，也是未来我国机器人研究的重点。路径规划作为移动机器人自主运动中的关键问题，在机器人的相关技术研究中有着重要的地位。移动机器人的路径规划是在向目标点移动时避开环境中的障碍物，按照某一性能指标(如距离、时间、能耗等)规划出一条从起始点到目标点的一条最优或者次最优路径。现有的路径规划技术分为两种：全局路径规划和局部路径规划。全局路径规划是指在环境信息完全已知的情况下，寻找从出发点到目标点的最优路径。全局路径规划对实时性计算的要求不高，但是对环境地图的依赖性却很大，环境中不能存在动态障碍物。常用的方法有可视图法、栅格法、自由空间法等。局部路径规划的环境地图信息存在部分未知或完全未知，需要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种家居环境下的机器人路径规划方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)栅格化环境地图：将家庭服务机器人的工作环境转化为栅格地图，只考虑工作环境中位置固定不变的静态障碍物，并对静态障碍物进行膨胀处理；将工作环境划分为以下三种区域：①自由区域，无静态障碍物区域，家庭服务机器人可自由行走；②障碍物区域，有静态障碍物区域，家庭服务机器人不可行走；③动态区域，可能出现障碍物，将动态区域内的栅格称为动态栅格，动态区域为连接各子工作区域的重要区域；(2)全局路径规划：首先将动态区域假定为自由区域，利用广度优先搜索算法搜索出从起始点到目标点的全局路径，然后将全局路径中的动态栅格标示出来；(3)路径分割：若全局路...

【技术特征摘要】
1.一种家居环境下的机器人路径规划方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)栅格化环境地图：将家庭服务机器人的工作环境转化为栅格地图，只考虑工作环境中位置固定不变的静态障碍物，并对静态障碍物进行膨胀处理；将工作环境划分为以下三种区域：①自由区域，无静态障碍物区域，家庭服务机器人可自由行走；②障碍物区域，有静态障碍物区域，家庭服务机器人不可行走；③动态区域，可能出现障碍物，将动态区域内的栅格称为动态栅格，动态区域为连接各子工作区域的重要区域；(2)全局路径规划：首先将动态区域假定为自由区域，利用广度优先搜索算法搜索出从起始点到目标点的全局路径，然后将全局路径中的动态栅格标示出来；(3)路径分割：若全局路径中不含有动态栅格，则直接进入局部路径规划；若全局路径中含有动态栅格，则从起始点开始对全局路径进行划分，将起始点、动态栅格和目标点作为分隔点，相邻两个分割点之间的全局路径称为一段局部路径，这两个分割点称为局部路径的起点和终点；(4)局部路径规划：在各子工作区域内，采用基于模糊逻辑控制的行为分解法进行局部路径规划，具体包括如下步骤：(41)家庭服务机器人的行为切换为奔向目标行为，即家庭服务机器人调整自身的位姿以直线的方式向终点移动，进入步骤(42)；(42)家庭服务机器人实时检测前进方向上是否存在障碍物：若存在障碍物则进入步骤(43)；否则，进入步骤(46)；(43)判断障碍物与家庭服务机器人的距离是否小于安全距离dsafe：若小于安全距离则进入步骤(44)；否则，进入步骤(45)；(44)家庭服务机器人的行为切换为紧急行为，即家庭服务机器人立即停止移动，并根据检测到的障碍物信息原地旋转一定角度直至前进方向上障碍物与家庭服务机器人的距离大于安全距离dsafe，进入步骤(45)；(45)家庭服务机器人的行为切换为避障行为，即家庭服务机器人采用模糊逻辑控制的方法控制自身的运动方向，使得家庭服务机器人沿着障碍物边沿行走直至避开障碍物，根据家庭服务机器人与目标点之间夹角|θr-θt|的大小，将避障行为分为凹形障碍...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐平平，田红瑞，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32