本发明专利技术公开了一种机器人路径规划方法、装置、电子设备及存储介质，方法包括：获取机器人起始点、目标点以及初始随机树；判断起始点与目标点之间是否存在障碍物；若起始点与目标点之间不存在障碍物，则获取起始点与目标点之间的中间位置标记为中间节点，采用预设的第一随机树搜索法，从起始点和目标点出发朝向中间节点以及从中间节点出发朝向起始点和目标点进行第一路径搜索；若起始点与目标点之间存在障碍物，则标记障碍物的形状，并获取障碍物的顶点位置标记为顶点，采用预设的第二随机树搜索法，从起始点和目标点同时出发朝向对方并避开顶点进行第二路径搜索。本发明专利技术解决了现有技术中的路径规划算法获得的路径行驶效率低且曲折技术问题。折技术问题。折技术问题。
【技术实现步骤摘要】
一种机器人路径规划方法、装置、电子设备及存储介质
[0001]本专利技术涉及管道机器人检测
，具体涉及一种机器人路径规划方法、装置、电子设备及存储介质。
技术介绍
[0002]油气管道运输属于世界三大运输方式，管道由于使用年限、运输物质的侵蚀等会产生杂质从而引起损坏，因此，需要采用管道机器人在管道内实现自动导航巡视，自动驾驶。从而路径规划也就成为了机器人自主导航的研究重点，其中，路径规划算法作为移动机器人的主要内容，保证机器人在规定的空间内安全、平稳的行驶，路径规划算法必须准确有效、方便易实现。目前国内外现有的可行路径规划算法及理论，主要包括蚁群算法、粒子群优化算法、遗传算法、人工势场法和A*算法等。这些算法在简单环境下可以实现快速收敛到最优路径，但在处理复杂环境及高维空间时一方面收敛速度会急剧下降，另一方面其所生成的路径并未考虑移动机器人的运动学约束，导致规划出的路径并不能被机器人所执行。
[0003]随着各类机器人的广泛应用，也就研究出一种较于大多数算法更优的路径规划算法
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RRT算法，目前所具有的RRT算法收敛速度快，可以高效地解决未知环境或者高纬度环境下的路径规划问题，但RRT算法也存在算法的随机性、当障碍物之间狭小时效率降低以及生成的路径比较曲折等缺点，也不利于机器人根据此算法规划出的路径进行行驶，而需要更新此算法，再而进行机器人的路径规划。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提供一种机器人路径规划方法、装置、电子设备及存储介质，解决现有技术中通过路径规划算法获得的机器人路径行驶效率低且曲折的技术问题。
[0005]为达到上述技术目的，本专利技术采取了以下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种机器人路径规划方法，包括：
[0007]获取机器人起始点、目标点以及初始随机树；
[0008]判断起始点与目标点之间是否存在障碍物；
[0009]若起始点与目标点之间不存在障碍物，则获取起始点与目标点之间的中间位置标记为中间节点，采用预设的第一随机树搜索法，从起始点和目标点出发朝向中间节点以及从中间节点出发朝向起始点和目标点进行第一路径搜索；
[0010]若起始点与目标点之间存在障碍物，则标记障碍物的形状，并获取障碍物的顶点位置标记为顶点，采用预设的第二随机树搜索法，从起始点和目标点同时出发朝向对方并避开顶点进行第二路径搜索。
[0011]在一些实施例中，所述获取机器人起始点、目标点，以及初始随机树之前，包括：
[0012]建立机器人初始工作状态格栅地图；
[0013]根据所述格栅地图，对初始工作环境进行分区，确定需要进行路径规划的工作区
域。
[0014]在一些实施例中，所述若起始点与目标点之间存在障碍物，则标记障碍物的形状，并获取障碍物的顶点位置标记为顶点，包括：
[0015]获取障碍物的形状，其中形状包括多边形、圆形以及圆形和多边形组合形；
[0016]根据所述形状，基于预设的碰撞法确定障碍物的顶点位置，并标记为顶点。
[0017]在一些实施例中，所述从起始点和目标点同时出发朝向对方并避开顶点进行第二路径搜索，包括：
[0018]在工作区域中的生成第一随机点和第二随机点，其中第一随机点与起始点对应，第二随机点与目标点对应；
[0019]根据所述第一随机点，确定与所述第一随机点最近的第一顶点，根据所述第二随机点，确定与所述第二随机点最近的第二顶点；
[0020]根据所述第一顶点和第二顶点，采用快速搜索策略确定与所述第一顶点和第二顶点最近的第一子节点和第二子节点；
[0021]基于第一子节点和第二子节点，对起始点和目标点进行快速拓展形成起始点随机树和目标点随机树；
[0022]根据起始点随机树和目标点随机树，采用预设的connect函数法，连接起始点随机树和目标点随机树。
[0023]在一些实施例中，所述基于第一子节点和第二子节点，对起始点和目标点进行快速拓展，包括：
[0024]获取随机树的初始步长，并进行第一子节点和第二子节点的搜索；
[0025]分别判断初始步长状态下，第一子节点和第二子节点是否与障碍物发生碰撞；
[0026]若第一子节点和第二子节点与障碍物发生碰撞，则拓展步长调整为初始步长减去一设定值；
[0027]若第一子节点和第二子节点与障碍物未发生碰撞，则拓展步长调整为初始步长加上一设定值。
[0028]在一些实施例中，所述基于第一子节点和第二子节点，对起始点和目标点进行快速拓展之后，还包括：
[0029]根据生成的随机树路径，采用预设的非均匀有理B样条法对随机树路径进行平滑处理，以得到更为优化的路径。
[0030]在一些实施例中，所述拓展步长的表达式为：
[0031]其中，ε表示拓展步长，a表示步长变化的设定值，lrr'表示当前采样点与前一个采样点的联系，x
obs
表示障碍物区域。
[0032]第二方面，本专利技术还提供了一种机器人路径规划装置，包括：
[0033]获取模块，用于获取机器人起始点、目标点，以及初始随机树；
[0034]判断模块，用于判断起始点与目标点之间是否存在障碍物；
[0035]第一路径搜索模块，若起始点与目标点之间不存在障碍物，则获取起始点与目标点之间的中间位置标记为中间节点，采用预设的第一随机树搜索法，从起始点和目标点出发朝向中间节点以及从中间节点出发朝向起始点和目标点进行第一路径搜索；
[0036]第二路径搜索模块，若起始点与目标点之间存在障碍物，则标记障碍物的形状，并获取障碍物的顶点位置标记为顶点，采用预设的第二随机树搜索法，从起始点和目标点同时出发朝向对方并避开顶点进行第二路径搜索。
[0037]第三方面，本专利技术还提供了一种电子设备，包括：处理器和存储器；
[0038]所述存储器上存储有可被所述处理器执行的计算机可读程序；
[0039]所述处理器执行所述计算机可读程序时实现如上所述的机器人路径规划方法中的步骤。
[0040]第四方面，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如上所述的机器人路径规划方法中的步骤。
[0041]与现有技术相比，本专利技术提供的机器人路径规划方法、装置、电子设备及存储介质，首先获取机器人起始点、目标点以及初始随机树；随后判断起始点与目标点之间是否存在障碍物；若起始点与目标点之间不存在障碍物，则获取起始点与目标点之间的中间位置标记为中间节点，采用预设的第一随机树搜索法，从起始点和目标点出发朝向中间节点以及从中间节点出发朝向起始点和目标点进行第一路径搜索；若起始点与目标点之间存在障碍物，则标记障碍物的形状，并获取障碍物的顶点位置标记为顶点，采用预设的第二随机树搜索法，从起始点和目标点同时出发朝向对方本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种机器人路径规划方法，其特征在于，包括：获取机器人起始点、目标点以及初始随机树；判断起始点与目标点之间是否存在障碍物；若起始点与目标点之间不存在障碍物，则获取起始点与目标点之间的中间位置标记为中间节点，采用预设的第一随机树搜索法，从起始点和目标点出发朝向中间节点以及从中间节点出发朝向起始点和目标点进行第一路径搜索；若起始点与目标点之间存在障碍物，则标记障碍物的形状，并获取障碍物的顶点位置标记为顶点，采用预设的第二随机树搜索法，从起始点和目标点同时出发朝向对方并避开顶点进行第二路径搜索。2.根据权利要求1所述的机器人路径规划方法，其特征在于，所述获取机器人起始点、目标点，以及初始随机树之前，包括：建立机器人初始工作状态格栅地图；根据所述格栅地图，对初始工作环境进行分区，确定需要进行路径规划的工作区域。3.根据权利要求2所述的机器人路径规划方法，其特征在于，所述若起始点与目标点之间存在障碍物，则标记障碍物的形状，并获取障碍物的顶点位置标记为顶点，包括：获取障碍物的形状，其中形状包括多边形、圆形以及圆形和多边形组合形；根据所述形状，基于预设的碰撞法确定障碍物的顶点位置，并标记为顶点。4.根据权利要求2所述的机器人路径规划方法，其特征在于，所述从起始点和目标点同时出发朝向对方并避开顶点进行第二路径搜索，包括：在工作区域中的生成第一随机点和第二随机点，其中第一随机点与起始点对应，第二随机点与目标点对应；根据所述第一随机点，确定与所述第一随机点最近的第一顶点，根据所述第二随机点，确定与所述第二随机点最近的第二顶点；根据所述第一顶点和第二顶点，采用快速搜索策略确定与所述第一顶点和第二顶点最近的第一子节点和第二子节点；基于第一子节点和第二子节点，对起始点和目标点进行快速拓展形成起始点随机树和目标点随机树；根据起始点随机树和目标点随机树，采用预设的connect函数法，连接起始点随机树和目标点随机树。5.根据权利要求4所述的机器人路径规划方法，其特征在于，所述基于第一子节点和第二子节点，对起始点和目标点进行快速拓展，包括：获取随机树的初始步长，...
【专利技术属性】
技术研发人员：喻九阳，张德安，戴耀南，郑小涛，胡天豪，夏文凤，
申请(专利权)人：武汉金惠科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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