基于自适应动态窗口的移动机器人局部动态路径规划方法技术

本发明专利技术公开了一种基于自适应动态窗口的移动机器人局部动态路径规划方法，包括以下步骤：计算动态范围阈值Dscale；判断是否进入密集障碍物区域；当判断为进入密集障碍物区域时，计算线速度v的动态权值γd；计算障碍物的间距Intij，并判断能否穿越密集障碍物区域；当判断为能够穿过密集障碍物区域时，搜索备选速度空间，得到不发生碰撞时的允许速度(v，ω)；对目标函数的三个输入heading、dist和vel分别做归一化，将动态权值γd以及允许速度(v，ω)代入目标函数中，通过目标函数得到最优速度组合(vt+1，ωt+1)作为t+1时刻机器人运行的速度；执行最优速度，判断是否到达目标点，若判断为到达则结束让机器人停止移动，若否则回到第一步，重新开始后续步骤。

Local dynamic path planning for mobile robot based on adaptive dynamic window

The invention discloses a local dynamic path planning method for mobile robot based on adaptive dynamic window, which comprises the following steps: calculating the dynamic range of Dscale threshold; to determine whether to enter the intensive obstacle region; when it is determined to enter the intensive obstacle region, the dynamic weight calculation speed of the V gamma line D; calculation of obstacle distance Intij, and determine whether through intensive obstacle region; when it is determined through intensive obstacle region, the search speed allowed alternative space, speed is not a collision at (V, w); the objective function of the three input heading, dist and vel are normalized, the dynamic weight and speed allow gamma D (V, w) into the objective function, the optimal speed through a combination of objective function (vt+1, Omega t+1 as t+1) moment robot running speed; optimal execution speed, judgment Whether or not to reach the target point, if the judgment is to reach the end, let the robot stop moving, otherwise go back to the first step and restart the follow-up step.

【技术实现步骤摘要】
基于自适应动态窗口的移动机器人局部动态路径规划方法
本专利技术涉及一种局部动态环境避障法，具体涉及一种基于自适应动态窗口的移动机器人局部动态路径规划方法。
技术介绍
自主导航是移动机器人必备核心技术之一，在实际环境中，特别是人机共存的复杂环境下，机器人可以获取环境大致地图信息，但由于存在移动物体、人或者其他易变因素，因此，很难获得环境的完整信息。在局部地图信息已知的情况下，局部动态路径规划方法是实现智能机器人自主导航的首选方法。最简单的思路是沿着起始点与目标点的连线运动，遇到障碍物时，沿着障碍物边缘绕行，但导致路径不圆滑，总长度增加。人工势场法易让机器人陷入局部极值点，例如多个相近障碍物间可能无法找到路径，在狭隘的通道中会产生振荡，生成的路径明显不合理。Borenstein等人提出的基于向量场直方图的VFH算法，此方法没有考虑机器人的尺寸、动力学和运动学等特性。Simmons等人提出了曲率速度法(CurvatureVelocityMethod-CVM)方法，将避障问题描述为速度空间带约束的优化问题，考虑了机器人的速度和加速度等物理限制和障碍物的环境约束。在满足所有约束情况下，建立了包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于自适应动态窗口的移动机器人局部动态路径规划方法，依次根据移动机器人上设置的传感器获得的当前时刻t障碍物与所述移动机器人之间的距离D及方位θ计算得到下一时刻t+1的最优速度，并让所述移动机器人按照该最优速度依次移动直到到达目标点，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，根据下式(1)计算动态范围阈值Dscale，

【技术特征摘要】
1.一种基于自适应动态窗口的移动机器人局部动态路径规划方法，依次根据移动机器人上设置的传感器获得的当前时刻t障碍物与所述移动机器人之间的距离D及方位θ计算得到下一时刻t+1的最优速度，并让所述移动机器人按照该最优速度依次移动直到到达目标点，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，根据下式(1)计算动态范围阈值Dscale，式(1)中，vmax为移动机器人的最高线速度，为移动机器人的线加速度，l为预设的第一参数；步骤2，根据当前的全部障碍物的所述距离D和所述方位θ判断是否进入密集障碍物区域；步骤3，当判断为进入所述密集障碍物区域时，根据所述全部障碍物的所述距离D计算获得所述机器人与局部区域内所有障碍物的实际最短距离值Dmin，并根据下式(2)计算线速度v的动态权值γd，式(2)中，Dmin为移动机器人离最近障碍物的距离，b为预设的指数，k为预设的第二参数，权值γd范围为[γmin，γmax]，其中γmax为最短时间通过障碍物密集区域的对应值，γmin为通过狭窄通道且最安全的对应值；步骤4，根据下式(3)计算所述障碍物的间距Intij，并判断能否穿越密集障碍物区域，其中Di≤Dj(3)式(3)中，Di为第i个障碍物与所述移动机器人的距离，Dj为第j个障碍物与所述移动机器人的距离，θi为第i个障碍物与所述移动机器人之间的方位角，θj为第j个障碍物与所述移动机器人之间的方位角，当Intij的值大于Dscale时则判断为能穿过，当Intij的值小于Dscale时则判断为不能穿过；步骤5，当判断为能够穿过所述密集障碍物区域时，搜索备选速度空间，得到不发生碰撞时的允许速度(v，ω)；步骤6，对所述目标函数的三个输入heading、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永雄，田永永，李梁华，魏国亮，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31