一种智能移动设备通过狭窄通道的方法技术

本发明专利技术公开了一种智能移动设备通过狭窄通道的方法，通过采用算法公式的计算来确定最优路径。该方法使智能移动设备在狭窄通道中行走更平滑，更易于保持直线，由于计算了中心线两侧障碍物对于行走的权重影响，局部路径规划会偏向于行走过道中间，从而更好的通过复杂狭窄区域。在结算结果中也可以进一步加入平滑因子，减少障碍物距离智能移动设备权重的影响，在不发生碰撞的前提下，让智能移动设备在大多数情况下保持直行。数情况下保持直行。数情况下保持直行。

【技术实现步骤摘要】
一种智能移动设备通过狭窄通道的方法


[0001]本专利技术涉及路径规划领域，特别是一种智能移动设备通过狭窄通道的方法。

技术介绍

[0002]狭窄路径规划是路径规划中在实际应用场景中普遍遇到的问题。目前较为流行的路径规划算法，大多为了提高规划效率，在最短路径计算算法上面。而是实际在业务上，我们需要机器人运动到我们所指定的点，而该点对于目前的算法来说并不是一个最优的到达点，因此，机器人只会停在一个相对较优化的点而不是真正到达我们指定的目标点。例如，在一些狭窄通道场景下，如：高铁车厢，飞机内舱，教室课桌间，需要智能移动设备穿过这些场景来完成一些工作或者学习的任务。在通过狭窄通道的时候，智能移动设备往往会容易陷入局部路径最优，在下一段路径中，运动轨迹不够平滑，因为碰到障碍物从而无法到达终点。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了解决
技术介绍
中通过狭隘通道，无法作出正确的运行轨迹，从而浪费时间和影响工作和学习效率的问题，设计了一种智能移动设备通过狭窄通道的方法。
[0004]实现上述目的本专利技术的技术方案为，一种智能移动设备通过狭窄通道的方法，设定m条模拟路径，每条路径记录的时刻个数为n，通过在每条路径上使每个运动时刻f(x)的变化率最大，且下一个时刻的f(x)趋向于0，来确定智能移动设备通过狭窄通道的最优路径，具体公式如下：
[0005][0006]其中，所述S
L
’
和所述S
R
’
为每个运动时刻t，智能移动设备行进过程中遇到的障碍物与分割线段L
割
、线段PA和线段PB在航向角α
L
和航向角α
R
夹角范围内包含松弛间隔D围成的面积；
[0007]所述分割线段L
割
为智能移动设备在行进状态中，通过雷达检测到障碍物上的两个点A和B连成的线段AB与中心线L的交点P与智能移动设备底盘的中心点，也就是坐标原点O的连线；
[0008]所述航向角α
L
为障碍物检测点A和坐标原点O之间连接的线段与中心线L之间的夹角；
[0009]所述航向角α
R
为障碍物检测点B和坐标原点O之间连接的线段与中心线L之间的夹角；
[0010]所述线段PA和所述线段PB分别为交点P到障碍物上的两个点A和B之间的距离；
[0011]所述松弛间隔D为平行于智能移动设备底盘正向前进的中心线L的直线与中心线L
的间隔距离。
[0012]为了对本技术方案进行进一步补充，所述S
L
’
和S
R
’
的计算条件如下：
[0013]a：S
R
＞S
L
时，S
R
’
＝S
R
－S
D
，S
L
’
＝S
L
+S
D
；
[0014]b：S
R
＜S
L
时，S
R
’
＝S
R
+S
D
，S
L
’
＝S
L
－S
D
；
[0015]所述S
L
和S
R
为为每个运动时刻t，智能移动设备行进过程中遇到的障碍物与分割线段L
割
、线段PA和线段PB在航向角α
L
和航向角α
R
夹角范围内围成的面积；
[0016]所述S
D
的计算公式为S
D
＝D＊L
割
。
[0017]为了对本技术方案进行进一步补充，设定|S
R
－S
L
|＞2＊D。
[0018]为了对本技术方案进行进一步补充，所述障碍物在S
L
、S
R
、S
L
’
和S
R
’
内部时，所要计算的面积为多边形的面积。
[0019]为了对本技术方案进行进一步补充，所述S
L
与S
R
面积比为1。
[0020]为了对本技术方案进行进一步补充，所述航向角α
L
和航向角α
R
与障碍物之间的间距成正比，间距越窄，航向角α
L
和航向角α
R
越小。
[0021]为了对本技术方案进行进一步补充，所述每个运动时刻t有着对应的航向角α
L
和航向角α
R
，所述每个航向角α
L
和航向角α
R
对应相应的距离信息，所述距离信息为智能移动设备底盘的中心点O到A或B的距离。
[0022]为了对本技术方案进行进一步补充，所述A或B为每个运动时刻t雷达通过所述距离信息检测到障碍物上的两个点。
[0023]其有益效果在于：
[0024]在实际应用中，该方法使智能移动设备在狭窄通道中行走更平滑，更易于保持直线，由于计算了中心线两侧障碍物对于行走的权重影响，局部路径规划会偏向于行走过道中间，从而更好的通过复杂狭窄区域。在结算结果中也可以进一步加入平滑因子，减少障碍物距离智能移动设备权重的影响，在不发生碰撞的前提下，让智能移动设备在大多数情况下保持直行。(因为目前的开源算法是根据障碍物到底盘的中心点，或者底盘边缘的距离来计算远近。使用的是个别最近的点，而这样在移动过程中会产生距离计算一直在变化，导致移动的路径不够平滑。目前使用距离障碍物面积的大小，来替代单个距离的大小。使底盘的航向角变化不会太大。)
附图说明
[0025]图1为智能移动设备行进状态中局部路径规划计算的状态模型图；
[0026]图2为智能移动设备行进状态中加入松弛间隔后局部路径规划计算的状态模型图；
[0027]图3为t1运动时刻下，智能移动设备运行轨迹坐标图；
[0028]图4为t2运动时刻下，智能移动设备运行轨迹坐标图；
[0029]图5为t3运动时刻下，智能移动设备运行轨迹坐标图；
[0030]图6为t4运动时刻下，智能移动设备运行轨迹坐标图；
[0031]图7为t5运动时刻下，智能移动设备运行轨迹坐标图；
[0032]图8为t6运动时刻下，智能移动设备运行轨迹坐标图；
[0033]图9为t7运动时刻下，智能移动设备运行轨迹坐标图。
具体实施方式
[0034]下面结合附图对本专利技术进行具体描述，如图1和图2所示，一种智能移动设备通过狭窄通道的方法，设定m条模拟路径，每条路径记录的时刻个数为n，通过在每条路径上使每个时刻f(x)的变化率最大，且下一个时刻的f(x)趋向于0，来确定智能移动设备通过狭窄通道的最优路径，具体公式如下：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能移动设备通过狭窄通道的方法，其特征在于，设定m条模拟路径，每条路径记录的时刻个数为n，通过在每条路径上使每个运动时刻f(x)的变化率最大，且下一个时刻的f(x)趋向于0，来确定智能移动设备通过狭窄通道的最优路径，具体公式如下：其中，所述S
L
’
和所述S
R
’
为每个运动时刻t，智能移动设备行进过程中遇到的障碍物与分割线段L
割
、线段PA和线段PB在航向角α
L
和航向角α
R
夹角范围内包含松弛间隔D围成的面积；所述分割线段L
割
为智能移动设备在行进状态中，通过雷达检测到障碍物上的两个点A和B连成的线段AB与中心线L的交点P与智能移动设备底盘的中心点，也就是坐标原点O的连线；所述航向角α
L
为障碍物检测点A和坐标原点O之间连接的线段与中心线L之间的夹角；所述航向角α
R
为障碍物检测点B和坐标原点O之间连接的线段与中心线L之间的夹角；所述线段PA和所述线段PB分别为交点P到障碍物上的两个点A和B之间的距离；所述松弛间隔D为平行于智能移动设备底盘正向前进的中心线L的直线与中心线L的间隔距离。2.根据权利要求1所述的一种智能移动设备通过狭窄通道的方法，其特征在于，所述S
L
’
和S
R
’
的计算条件如下：a：S
R
＞S
L
时，S
R
’
＝S
R
－S
D
，S
L
’
＝S
L
+S
D
；b：S
R
＜S
L
时，S
R
’
＝S
R
+S
D
，S
L
...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜爽，邹斌，
申请(专利权)人：苏州英特雷真智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：