机器人的路径规划系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种机器人的路径规划系统及方法，该方法包括：机器人的路径规划系统在预先确定的区域地图中可供机器人移动的路径上预先选择一个或多个位置点作为基准定位点；若接收到将所述机器人从第一位置点移动到第二位置点的指令，则根据设置的基准定位点并按照预先确定的路径分析规则，分析出从所述第一位置点到所述第二位置点的路径，并基于分析出的路径控制所述机器人运动到所述第二位置点。本发明专利技术无需机器人在路径规划时实时计算移动路径，而是从事先规划好的路径中进行对应选择，即将路径规划的过程从“计算”转变为“选择”，有效减少了实时计算量，提高了路径规划的效率。

Robot path planning system and method

The invention discloses a robot path planning system and method, the method includes: path planning system for mobile robot robot in a predetermined area map in advance to select one or more points as a reference location; if the robot receives from the first position to move second point instructions, according to the position reference point setting and follow the predefined path analysis rules, analysis of the path from the first position to the second position, and the motion path control of the robot based on the second points. The invention relates to a robot path planning in real-time path planning, but in the first planning of the corresponding path selection, path planning process is from the \calculation\ to \choose\, effectively reduce the real-time calculation, improve the efficiency of path planning.

【技术实现步骤摘要】
机器人的路径规划系统及方法
本专利技术涉及计算机
，尤其涉及一种机器人的路径规划系统及方法。
技术介绍
目前，自主移动机器人能够广泛应用于许多场景，比如担任展览馆的导览工作，带领参观者从一个展区介绍到另一个展区；餐厅的服务工作，主动欢迎客人，并带领客人到空位上点餐；公共场所的引导、巡逻工作，沿着程序设定的路线移动，有人需要帮助停下回答提问等等。在这些场景下，需要自主移动机器人移动到一个或多个指定的位置，实现某些特定功能，这里涉及到了自主移动机器人的路径规划问题。现有技术中，在路径计算问题上，自主移动机器人一般都是在接受到移动指令时开始实时计算如何移动到目标点的路径，这个实时计算过程需要考虑诸多因素，比较耗时。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种机器人的路径规划系统及方法，旨在提高自主移动机器人路径规划的效率。为实现上述目的，本专利技术提供的一种机器人的路径规划系统，所述路径规划系统包括：选择模块，用于在预先确定的区域地图中可供机器人移动的路径上预先选择一个或多个位置点作为基准定位点；路径规划模块，用于若接收到将所述机器人从第一位置点移动到第二位置点的指令，则根据设置的基准定位点并按照预先确定的路径分析规则，分析出从所述第一位置点到所述第二位置点的路径，并基于分析出的路径控制所述机器人运动到所述第二位置点。优选地，所述预先确定的路径分析规则包括：确定距离所述第一位置点最近的第一基准定位点，及距离所述第二位置点最近的第二基准定位点；为所述第一位置点至所述第一基准定位点，以及所述第二位置点至所述第二基准定位点的路径按照预设的第一规划方式进行规划；为所述第一基准定位点至所述第二基准定位点的路径按照预设的第二规划方式进行规划，得到第二规划路径。优选地，所述第一规划方式为：若所述第一位置点与所述第一基准定位点之间无障碍物，则取所述第一位置点与所述第一基准定位点之间的直线路径；若所述第二位置点与所述第二基准定位点之间无障碍物，则取所述第二位置点与所述第二基准定位点之间的直线路径；若所述第一位置点与所述第一基准定位点之间有障碍物，则取所述第一位置点与所述第一基准定位点之间的绕过障碍物的最短路径；若所述第二位置点与所述第二基准定位点之间有障碍物，则取所述第一位置点与所述第一基准定位点之间的绕过障碍物的最短路径。优选地，所述第二规划方式包括如下步骤：h1、根据预先确定的第一基准定位点、第二基准定位点及可选规划路径的映射关系，确定第一基准定位点和第二基准定位点对应的可选规划路径；h2、按照预先确定的评分规则计算出各个可选规划路径对应的分值；h3、若最高分值的可选规划路径只有一个，则将该可选规划路径作为第一基准定位点至第二基准定位点的第二规划路径；h4、若最高分值的可选规划路径有多个，则从多个最高分值的可选规划路径中随机选择一个可选规划路径作为第一基准定位点至第二基准定位点的第二规划路径。优选地，所述步骤h1和h2之间，还包括如下步骤：从各个可选规划路径中，筛选出包含预先确定的特定基准定位点的可选规划路径，并将筛选出的可选规划路径作为待计算分值的可选规划路径；及/或，根据预先确定的计算公式分别计算出各个可选规划路径对应的总长度，并分别计算出各个可选规划路径的总长度与第一基准定位点至第二基准定位点的最短路径的总长度的差值，将差值小于预设阈值的可选规划路径筛选出来作为待计算分值的可选规划路径。优选地，所述步骤h2包括：根据各个可选规划路径对应的行走距离影响因素、行走时间影响因素和/或障碍物影响因素进行评分；其中，每一可选规划路径对应的分值为该可选规划路径中每两个相邻节点之间的路径在行走距离影响因素、行走时间影响因素或障碍物影响因素下的评分和。优选地，可选规划路径的评分公式如下：Score(path)＝a·o(t)+b·o(d)其中，o(t)为可选规划路径的时间评分，o(d)为可选规划路径的距离评分，a、b为预先确定的权值；定义第i个可选规划路径的时间评分oi(t)为：其中，T(path1)、T(path2)……T(pathn)是不同可选规划路径下机器人移动到目标点所使用的时间，T(pathi)是第i个可选规划路径下机器人移动到目标点所使用的时间，kti代表第i个可选规划路径的时间惩罚系数，该时间惩罚系数为机器人在第i个可选规划路径内绕过障碍物需要多花费的时间，di代表第i个可选规划路径的路径长度，vi代表第i个可选规划路径内的机器人速度，Pi代表第i个可选规划路径内出现障碍物的概率；定义第i个可选规划路径的距离评分oi(d)为：d(pathi)＝∑(kdi·di·Pi+di·(1-Pi))其中，d(path1)、d(path2)……d(pathn)是不同可选规划路径下机器人移动到目标点所行走的距离，kdi代表第i个可选规划路径的距离惩罚系数，该距离惩罚系数为机器人在第i个可选规划路径内绕过障碍物需要多移动的距离。优选地，所述路径规划模块还用于：实时或者定时分析当前待移动的路径中是否存在障碍物需要进行移动规避；若分析存在障碍物需要进行移动规避，则将当前位置作为新的第一位置点，根据设置的基准定位点并按照预先确定的路径分析规则，分析出从新的第一位置点到所述第二位置点的路径，并基于分析出的路径控制机器人运动到所述第二位置点。优选地，所述选择模块还用于：在预先确定的区域地图中各个基准定位点对应的位置处设置对应的位置点标识；所述路径规划模块还用于：实时或者定时进行位置定位；根据预先确定的基准定位点与触发坐标区域的映射关系，分析当前位置是否处于一个基准定位点的触发坐标区域中；若当前位置处于一个基准定位点的触发坐标区域中，则开启位置点标识识别设备开始检测位置点标识；当检测到位置点标识时，通过机器人的传感器计算出机器人与检测的位置点标识的距离和方向，以得到机器人当前的位置和姿态，并根据机器人当前的位置和姿态对前进方向进行校准。此外，为实现上述目的，本专利技术还提供一种机器人的路径规划方法，所述方法包括以下步骤：机器人的路径规划系统在预先确定的区域地图中可供机器人移动的路径上预先选择一个或多个位置点作为基准定位点；若接收到将所述机器人从第一位置点移动到第二位置点的指令，则根据设置的基准定位点并按照预先确定的路径分析规则，分析出从所述第一位置点到所述第二位置点的路径，并基于分析出的路径控制所述机器人运动到所述第二位置点。本专利技术提出的机器人的路径规划系统及方法，通过在预先确定的区域地图中可供机器人移动的路径上预先选择一个或多个位置点作为基准定位点；在接收到将所述机器人从第一位置点移动到第二位置点的指令后，根据设置的基准定位点并按照预先确定的路径分析规则，分析出从所述第一位置点到所述第二位置点的路径，并基于分析出的路径控制所述机器人运动到所述第二位置点。无需机器人在路径规划时实时计算移动路径，而是从事先规划好的路径中进行对应选择，即将路径规划的过程从“计算”转变为“选择”，有效减少了实时计算量，提高了路径规划的效率。附图说明图1为本专利技术机器人的路径规划方法一实施例的流程示意图；图2为本专利技术机器人的路径规划方法一实施例中在公共图书馆区域地图中选择的各个基准定位点的示意图；图3为本专利技术机器人的路径规划方法一实施例中在公共图书馆区域地图中P点到Q点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人的路径规划系统，其特征在于，所述路径规划系统包括：选择模块，用于在预先确定的区域地图中可供机器人移动的路径上预先选择一个或多个位置点作为基准定位点；路径规划模块，用于若接收到将所述机器人从第一位置点移动到第二位置点的指令，则根据设置的基准定位点并按照预先确定的路径分析规则，分析出从所述第一位置点到所述第二位置点的路径，并基于分析出的路径控制所述机器人运动到所述第二位置点。

【技术特征摘要】
1.一种机器人的路径规划系统，其特征在于，所述路径规划系统包括：选择模块，用于在预先确定的区域地图中可供机器人移动的路径上预先选择一个或多个位置点作为基准定位点；路径规划模块，用于若接收到将所述机器人从第一位置点移动到第二位置点的指令，则根据设置的基准定位点并按照预先确定的路径分析规则，分析出从所述第一位置点到所述第二位置点的路径，并基于分析出的路径控制所述机器人运动到所述第二位置点。2.如权利要求1所述的路径规划系统，其特征在于，所述预先确定的路径分析规则包括：确定距离所述第一位置点最近的第一基准定位点，及距离所述第二位置点最近的第二基准定位点；为所述第一位置点至所述第一基准定位点，以及所述第二位置点至所述第二基准定位点的路径按照预设的第一规划方式进行规划；为所述第一基准定位点至所述第二基准定位点的路径按照预设的第二规划方式进行规划，得到第二规划路径。3.如权利要求2所述的路径规划系统，其特征在于，所述第一规划方式为：若所述第一位置点与所述第一基准定位点之间无障碍物，则取所述第一位置点与所述第一基准定位点之间的直线路径；若所述第二位置点与所述第二基准定位点之间无障碍物，则取所述第二位置点与所述第二基准定位点之间的直线路径；若所述第一位置点与所述第一基准定位点之间有障碍物，则取所述第一位置点与所述第一基准定位点之间的绕过障碍物的最短路径；若所述第二位置点与所述第二基准定位点之间有障碍物，则取所述第一位置点与所述第一基准定位点之间的绕过障碍物的最短路径。4.如权利要求2所述的路径规划系统，其特征在于，所述第二规划方式包括如下步骤：h1、根据预先确定的第一基准定位点、第二基准定位点及可选规划路径的映射关系，确定第一基准定位点和第二基准定位点对应的可选规划路径；h2、按照预先确定的评分规则计算出各个可选规划路径对应的分值；h3、若最高分值的可选规划路径只有一个，则将该可选规划路径作为第一基准定位点至第二基准定位点的第二规划路径；h4、若最高分值的可选规划路径有多个，则从多个最高分值的可选规划路径中随机选择一个可选规划路径作为第一基准定位点至第二基准定位点的第二规划路径。5.如权利要求4所述的路径规划系统，其特征在于，所述步骤h1和h2之间，还包括如下步骤：从各个可选规划路径中，筛选出包含预先确定的特定基准定位点的可选规划路径，并将筛选出的可选规划路径作为待计算分值的可选规划路径；及/或，根据预先确定的计算公式分别计算出各个可选规划路径对应的总长度，并分别计算出各个可选规划路径的总长度与第一基准定位点至第二基准定位点的最短路径的总长度的差值，将差值小于预设阈值的可选规划路径筛选出来作为待计算分值的可选规划路径。6.如权利要求4所述的路径规划系统，其特征在于，所述步骤h2包括：根据各个可选规划路径对应的行走距离影响因素、行走时间影响因素和/或障碍物影响因素进行评分；其中，每一可选规划路径对应的分值为该可选规划路径中每两个相邻节点之间的路径在行走距离影响因素、行走时间影响因素或障碍物影响因素下的评分和。7.如权利要求6所述的路径规划系统，其特征在于，可选规划路径的评分公式如下：Score(path)＝a·o(t)+b·o(d)其中，o(t)为可选规...

【专利技术属性】
技术研发人员：周宸，周宝，肖京，
申请(专利权)人：平安科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44