一种带避障权重的路径规划方法、装置及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及机器人技术领域，公开了一种带避障权重的路径规划方法、装置及电子设备，所述方法包括：获取栅格地图，确定所述移动机器人的起点栅格以及终点栅格；计算所述栅格地图的可通行栅格的栅格代价值，所述栅格代价值包括：从起点栅格到该可通行栅格的代价、该可通行栅格到终点栅格的代价、该可通行栅格的避障代价；基于带避障权重的A星算法进行路径规划，生成规划后的路径。本发明专利技术基于传统A星算法添加了避障权重、障碍判断动态缓存及跨步长的搜索策略，本发明专利技术能够解决目前A星算法规划过程中计算量大的技术问题，也能解决狭窄区域的路径难以规划的问题。

A path planning method, device and electronic equipment with obstacle avoidance weight

【技术实现步骤摘要】
一种带避障权重的路径规划方法、装置及电子设备
本专利技术实施方式涉及机器人
，特别是涉及一种带避障权重的路径规划方法、装置及电子设备。
技术介绍
随着技术的发展和人们生活水平的提高，诸如清洁机器人、服务机器人、远程监控机器人、扫地机器人等移动机器人逐渐进入人们的生活中。同步定位与建图技术(SimultaneousLocalizationandMapping，SLAM)建立的栅格地图(Grid-basedmap)有一个最小分辨率，导致被标记为障碍物的栅格并不一定全是障碍物，机器人仍然有从该栅格边缘通过的可能，忽略该可能会导致狭窄区域(跟机器人半径相当)不能够通过。A*算法路径搜索会比较耗时，在主板计算效率有限的情况下，难以保持路径规划实时性。针对障碍物膨胀策略，在主板计算效率有限的情况下，如果地图分辨率过大，膨胀地图的计算量过大，过大的计算资源难以保持路径规划的实时性。基于此，现有技术亟待改进。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种带避障权重的路径规划方法、装置及电子设备，解决目前路径规划计算量大的技术问题，减少障碍物判断的计算量，提高路径规划的实时性。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供以下技术方案：第一方面，本专利技术实施例提供一种带避障权重的路径规划方法，应用于移动机器人，包括：获取栅格地图，确定所述移动机器人的起点栅格以及终点栅格；计算所述栅格地图的可通行栅格的栅格代价值，所述栅格代价值包括：从起点栅格到该可通行栅格的代价、该可通行栅格到终点栅格的代价、该可通行栅格的避障代价；基于带避障权重的A星算法进行路径规划，生成规划后的路径。在一些实施例中，所述计算所述栅格地图的可通行栅格的栅格代价值，包括：计算所述起点栅格到所述可通行栅格的代价；计算所述可通行栅格的避障代价；计算所述可通行栅格到所述终点栅格的代价；根据所述起点栅格到所述可通行栅格的代价、所述可通行栅格的避障代价以及所述可通行栅格到所述终点栅格的代价，计算所述可通行栅格的栅格代价值。在一些实施例中，假设所述移动机器人的半径占据所述栅格地图的数量为R，所述可通行栅格的避障代价包括：若所述可通行栅格的R-1邻域内存在障碍栅格，则避障代价为无穷大；若所述可通行栅格的R-1邻域内不存在障碍栅格，而R邻域内存在障碍栅格，则避障代价为碰撞风险值，其中，所述碰撞风险值设置为通过R邻域内不存在障碍栅格的可通行栅格的栅格代价值的预设倍数；若R邻域内不存在障碍栅格，则避障代价为零。在一些实施例中，所述方法还包括：建立起点栅格的转移代价表；根据所述转移代价表，确定已遍历栅格的栅格代价值。在一些实施例中，所述方法还包括：缓存所述转移代价表。在一些实施例中，所述基于带避障权重的A星算法进行路径规划，生成规划后的路径，包括：建立待检查队列和已检查队列；确定预设步长，搜索以起点栅格为中心的预设步长的邻域内的自由栅格；根据所述自由栅格的栅格代价值，结合所述终点栅格的位置，确定规划后的路径。在一些实施例中，所述确定预设步长，搜索以起点栅格为中心的预设步长的邻域内的自由栅格，包括：确定预设步长R，搜索以起点栅格为中心的R邻域内的自由栅格，并将其加入待检查队列，并将所述自由栅格的父节点指向起点栅格，同时将所述起点栅格加入已检查队列。在一些实施例中，所述根据所述自由栅格的栅格代价值，结合所述终点栅格的位置，确定规划后的路径，包括：判断所述待检查队列是否为空；若所述待检查队列不为空，则在所述待检查队列中选取栅格代价值最小的栅格，将所述栅格代价值最小的栅格移出所述待检查队列，并加入所述已检查队列；判断终点栅格是否位于以所述栅格代价值最小的栅格为中心的预设步长R为半径的范围内；若终点栅格位于以所述栅格代价值最小的栅格为中心的预设步长R为半径的范围内，将终点栅格的父节点指向所述栅格代价值最小的栅格，返回规划后的路径；若终点栅格不位于以所述栅格代价值最小的栅格为中心的预设步长R为半径的范围内，则基于跨步长搜索策略，查找自由栅格，并重复判断所述待检查队列是否为空及其之后的步骤。在一些实施例中，所述基于跨步长搜索策略，查找自由栅格，包括：搜索R-1邻域范围内的自由栅格，将R-1邻域范围内的自由栅格的父节点指向栅格代价值最小的栅格，并将R-1邻域范围内的自由栅格加入待检查队列，逐步递减，直至1邻域。在一些实施例中，所述方法还包括：若没有搜索到以起点栅格为中心的R邻域内的自由栅格，则确定返回路径规划失败。在一些实施例中，所述方法还包括：若判断所述待检查队列为空，则确定返回路径规划失败。第二方面，本专利技术实施例提供一种带避障权重的路径规划装置，包括：栅格地图单元，用于获取栅格地图，确定所述移动机器人的起点栅格以及终点栅格；栅格代价值单元，用于计算所述栅格地图的可通行栅格的栅格代价值，所述栅格代价值包括：从起点栅格到该可通行栅格的代价、该可通行栅格到终点栅格的代价、该可通行栅格的避障代价；规划路径单元，用于基于带避障权重的A星算法进行路径规划，生成规划后的路径。在一些实施例中，所述栅格代价值单元，具体用于：计算所述起点栅格到所述可通行栅格的代价；计算所述可通行栅格的避障代价；计算所述可通行栅格到所述终点栅格的代价；根据所述起点栅格到所述可通行栅格的代价、所述可通行栅格的避障代价以及所述可通行栅格到所述终点栅格的代价，计算所述可通行栅格的栅格代价值。在一些实施例中，所述装置还包括：转移代价表单元，用于建立起点栅格的转移代价表；根据所述转移代价表，确定已遍历栅格的栅格代价值。在一些实施例中，所述装置还包括：缓存单元，用于缓存所述转移代价表。在一些实施例中，所述规划路径单元，具体用于：建立待检查队列和已检查队列；确定预设步长R，搜索以起点栅格为中心的R邻域内的自由栅格，并将其加入待检查队列，并将所述自由栅格的父节点指向起点栅格，同时将所述起点栅格加入已检查队列；判断所述待检查队列是否为空；若所述待检查队列不为空，则在所述待检查队列中选取栅格代价值最小的栅格，将所述栅格代价值最小的栅格移出所述待检查队列，并加入所述已检查队列；判断终点栅格是否位于以所述栅格代价值最小的栅格为中心的预设步长R为半径的范围内；若终点栅格位于以所述栅格代价值最小的栅格为中心的预设步长R为半径的范围内，将终点栅格的父节点指向所述栅格代价值最小的栅格，返回规划后的路径；若终点栅格不位于以所述栅格代价值最小的栅格为中心的预设步长R为半径的范围内，则基于跨步长搜索策略，查找自由栅格，并重复判断所述待检查队列是否为空及其之后的步骤。在一些实施例中，所述基于跨步长搜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带避障权重的路径规划方法，应用于移动机器人，其特征在于，包括：/n获取栅格地图，确定所述移动机器人的起点栅格以及终点栅格；/n计算所述栅格地图的可通行栅格的栅格代价值，所述栅格代价值包括：从起点栅格到该可通行栅格的代价、该可通行栅格到终点栅格的代价、该可通行栅格的避障代价；/n基于带避障权重的A星算法进行路径规划，生成规划后的路径。/n

【技术特征摘要】
1.一种带避障权重的路径规划方法，应用于移动机器人，其特征在于，包括：
获取栅格地图，确定所述移动机器人的起点栅格以及终点栅格；
计算所述栅格地图的可通行栅格的栅格代价值，所述栅格代价值包括：从起点栅格到该可通行栅格的代价、该可通行栅格到终点栅格的代价、该可通行栅格的避障代价；
基于带避障权重的A星算法进行路径规划，生成规划后的路径。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，假设所述移动机器人的半径占据所述栅格地图的数量为R，所述可通行栅格的避障代价包括：
若所述可通行栅格的R-1邻域内存在障碍栅格，则避障代价为无穷大；
若所述可通行栅格的R-1邻域内不存在障碍栅格，而R邻域内存在障碍栅格，则避障代价为碰撞风险值，其中，所述碰撞风险值设置为通过R邻域内不存在障碍栅格的可通行栅格的栅格代价值的预设倍数；
若R邻域内不存在障碍栅格，则避障代价为零。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
建立起点栅格的转移代价表；
根据所述转移代价表，确定已遍历栅格的栅格代价值。


4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述基于带避障权重的A星算法进行路径规划，生成规划后的路径，包括：
建立待检查队列和已检查队列；
确定预设步长，搜索以起点栅格为中心的预设步长的邻域内的自由栅格；
根据所述自由栅格的栅格代价值，结合所述终点栅格的位置，确定规划后的路径。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定预设步长，搜索以起点栅格为中心的预设步长的邻域内的自由栅格，包括：
确定预设步长R，搜索以起点栅格为中心的R邻域内的自由栅格，并将其加入待检查队列，并将所述自由栅格的父节点指向起点栅格，同时将所述起点栅格加入已检查队列。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述自由栅格的栅格代价值，结合所述终点栅格的位置，确定规划后的路径，包括：

【专利技术属性】
技术研发人员：眭灵慧，刘敦浩，闫瑞君，刘鹏，林李泽，
申请(专利权)人：深圳市银星智能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44