基于邻域扩展和边界点改进A-star算法的机器人路径规划方法及系统技术方案

基于邻域扩展和边界点改进A

【技术实现步骤摘要】
基于邻域扩展和边界点改进A
‑
star算法的机器人路径规划方法及系统


[0001]本专利技术涉及机器人路径规划
，特别涉及一种改进A
‑
star算法的机器人路径规划方法及系统。

技术介绍

[0002]无人系统已成为未来发展的趋势之一，在各类无人系统中，移动机器人作为生活和工作的重要组成部分，已经广泛应用于工业制造、物流和医疗领域。而路径规划作为特定障碍物环境下，寻找从起点到达目标点的安全无碰撞最佳路径的关键技术，对于无人系统的功能和性能具有重要影响。目前移动机器人研究的重点和难点在于如何使机器人在复杂的环境下自主的完成某项任务。对于一个移动机器人来说，在已有的地图下从起点到终点间规划一条有效可行的路径，并且无碰撞的从起点移动到终点，才能完成导航任务，所以研究移动机器人路径规划是一个具有现实意义的研究课题。考虑到移动机器人完成任务时间以及电源电量的影响，所以路径规划获得的路径要在时间、路径长度、速度等方面综合考虑。在机器人路径规划中，传统A
‑
star算法作为路径规划有效算法之一而被广泛本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于邻域扩展和边界点的改进A
‑
star算法在机器人路径规划方法，其特征在于，所述方法的实现过程为：步骤一：机器人获取当前地图周围的环境信息，所述环境信息包括机器人自身位置、机器人在环境中的位置、起点、终点、障碍物信息；假设环境信息中起点为A(x
start
,y
start
)，目标点B(x
goal
,y
goal
)，连接起点与目标点；得到直线定义起点A和终点为B之间至少有两个障碍物；步骤二：由解析几何根据起点和终点坐标求出直线段的方程：(y
‑
y
start
)(x
goal
‑
x
start
)＝(x
‑
x
start
)(y
goal
‑
y
start
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)步骤三：判断线段是否穿过障碍物，假设线段没有穿过障碍物，根据两点之间线段最短原理，起点与目标点规划的最短路径就是线段否则跳转步骤四(穿过障碍物)；步骤四：如果线段穿过障碍物，先求出经过障碍物与直线的交点C
11
、C
12
；取第一个交点求出第一个障碍物的边界点计算边界点与交点的距离：如果d1＞d2则保留D2点，否则保留D1点，假设D1距离交点比较近，保留D1，舍弃D2；步骤五：判断直线AB与障碍物交点个数，如果交点个数等于1则执行步骤六；如果交点个数大于1执行步骤七；步骤六：若是交点个数等于1，以点A(x
start
,y
start
)为起点点D1为终点，采用A
‑
star算法求出最短路径；起点A点到D1点采用A
‑
star算法求出局部路径1，D1点到终点B点直线连接得到局部路径2，则此时合并局部路径1
‑
2，即A
→
D1→
B，从而得到最优路径；步骤七：如果交点个数大于1，以为新的起点，连接起点与终点B，得到直线重复步骤二～四，得到点步骤八：判断点到点B连接的直线段经过障碍物交点的个数，如果交点个数大于1则执行步骤七；如果交点个数等于1，以点A(x
start
,y
start
)为起点，边界点为目标点，使用改进A
‑
star算法进行路径规划，得到局部路径1；然后以边界点为起点，终点B(x
goal
,y
goal
)为目标点，根据两点之间线段最短原理，得到局部路径2，即线段合并局部路径1和2，则得到起点A(x
start

【专利技术属性】
技术研发人员：焉晓贞，周新悦，罗清华，王晨旭，周志权，贾广乐，王金龙，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：