【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及人工智能领域、金融科技领域或其他相关，具体而言，涉及一种基于改进势场的机器人路径规划方法及其装置、电子设备。
技术介绍
1、随着人工智能理论的不断发展，自主式移动智能机器人技术日益成熟，并且在工业、军事、医疗、服务等诸多领域得到广泛应用，与此同时，智能机器人所面临的任务也愈加复杂，所处环境由原来的单一智能机器人、确定性环境转变为多智能机器人、不确定环境，智能机器人的路径规划成为近年来研究的热点。
2、相关技术中，基于人工势场算法的路径规划方案由于其自主规划能力较强，成为炙手可热的研究对象，人工势场算法立足于势能差，即假设目标点对当前点产生引力，障碍物对当前点产生斥力，从而使当前点的智能机器人沿着势力下降的方向前进，算法结构简单，有利于底层控制的实时性，可大大减少计算量和计算时间，并且生成相对光滑的路径，保持目标点前进的稳定性，但现有技术存在以下问题，第一，目标不可达的问题，若目标点在障碍物附近，当前点在靠近目标点时会受到障碍物极大的斥力作用，导致无法到达终点；第二，局部最小值问题，若当前点在某个时间点受到的引力等于受到的斥力，或者当前点在某个很小的时间段内引力和斥力交替引导，都会使当前点的机器人呈现无法移动或者在某点来回摆动从而无法达到目的地的现象，第三，现有的通过构建人工势场确定智能机器人的行走路径，对动态障碍物的响应速度不够灵敏，当环境较为复杂，周围环境中存在多个动态障碍物时，难以有效规避。
3、针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路>
1、本专利技术实施例提供了一种基于改进势场的机器人路径规划方法及其装置、电子设备，以至少解决相关技术中，基于人工势场对机器人进行路径规划的方式，对于动态障碍物的响应速度不够灵敏且容易陷入局部最小值问题的技术问题。
2、根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种基于改进势场的机器人路径规划方法，包括：信息获取步骤:获取目标机器人的当前点坐标、目标点坐标以及障碍物坐标集合，其中，所述障碍物坐标集合包括：静态障碍物坐标集合、动态障碍物坐标集合；路径规划步骤：基于所述当前点坐标、所述目标点坐标以及所述障碍物坐标集合构建势场模型，并基于所述势场模型输出所述目标机器人下一时刻的目标位置坐标，根据当前点坐标和所述目标位置坐标确定行走路径，其中，所述势场模型涉及的势场包括：引力势场、斥力势场和障碍物表面引导力势场；任务执行步骤：控制所述目标机器人按照所述行走路径执行任务，并更新所述目标机器人的当前点坐标；信息比对步骤：将更新后的当前点坐标与目标点坐标进行比对，得到比对结果；在所述比对结果指示更新后的当前点坐标与目标点坐标不相同的情况下，重复执行信息获取步骤、路径规划步骤、任务执行步骤和信息比对步骤，直至所述更新后的当前点坐标与目标点坐标相同，得到所述目标机器人的目标路径。
3、可选地，在获取目标机器人的当前点坐标、目标点坐标以及障碍物坐标集合之前，还包括：获取所述目标机器人所处环境的布局图，其中，所述布局图中包括所述目标机器人所处环境的静态障碍物；基于视觉传感器获取所述目标机器人所处环境的动态障碍物；基于所述布局图构建虚拟环境模型，并将所述动态障碍物加入至所述虚拟环境模型；对所述虚拟环境模型中的所述静态障碍物和所述动态障碍物进行离散处理，得到每个障碍物的离散点坐标。
4、可选地，获取目标机器人的障碍物坐标集合的步骤包括：采集所述静态障碍物的离散点坐标，得到静态障碍物坐标集合；采集所述动态障碍物的离散点坐标，得到动态障碍物坐标集合；基于所述静态障碍物坐标集合和所述动态障碍物坐标集合得到所述障碍物坐标集合。
5、可选地，基于所述当前点坐标、所述目标点坐标以及所述障碍物坐标集合构建势场模型的步骤包括：配置引力系数、斥力系数、障碍物影响距离和障碍物表面引导力系数；基于所述目标机器人的当前点坐标、所述目标点坐标和所述引力系数确定所述引力势场；基于所述目标机器人的当前点坐标、所述目标点坐标、所述障碍物坐标集合和所述斥力系数确定所述斥力势场；确定距离目标点最近的障碍物为目标障碍物，并获取目标障碍物坐标集合；基于所述目标机器人的当前点坐标、所述目标点坐标、所述目标障碍物坐标集合和所述障碍物表面引导力系数确定所述障碍物表面引导力势场；基于所述引力势场、所述斥力势场和所述障碍物表面引导力势场构建所述势场模型。
6、可选地，基于所述目标机器人的当前点坐标、所述目标点坐标和所述引力系数确定所述引力势场的步骤包括：基于所述目标机器人的目标点坐标和当前点坐标计算所述目标机器人距离目标点坐标点的位置差值；计算所述位置差值与所述引力系数的乘积，得到所述目标机器人在当前坐标点的所述引力势场。
7、可选地，基于所述目标机器人的当前点坐标、所述目标点坐标、所述障碍物坐标集合和所述斥力系数确定所述斥力势场的步骤包括：获取障碍物影响距离以及所述目标机器人的障碍物距离，其中，所述障碍物距离表示所述目标机器人当前点坐标与障碍物之间的距离；将所述障碍物影响距离和障碍物距离进行比对，在所述障碍物影响距离大于所述障碍物距离的情况下，确定所述目标机器人在当前点坐标的引力势场为预设定值；在所述障碍物影响距离小于等于所述障碍物距离的情况下，计算所述障碍物影响距离和所述障碍物距离的倒数差值；基于所述倒数差值，所述目标机器人的位置差值和所述斥力系数计算所述目标机器人在当前坐标点的所述斥力势场，其中，所述位置差值是指所述目标机器人的目标点坐标和当前点坐标计算所述目标机器人距离目标点坐标点之间的差值。
8、可选地，基于所述目标机器人的当前点坐标、所述目标点坐标、所述目标障碍物坐标集合和所述障碍物表面引导力系数确定所述障碍物表面引导力势场包括：计算所述目标机器人当前点坐标与所述目标障碍物坐标之间的障碍物位置差值；基于所述障碍物位置差值、倒数差值、障碍物表面引导力系数和斥力系数计算所述目标机器人在当前坐标点的所述障碍物表面引导力势场。
9、可选地，基于所述势场模型输出所述目标机器人下一时刻的目标位置坐标包括：所述势场模型基于所述目标机器人当前点的所述引力势场、所述斥力势场和所述障碍物表面引导力势场，计算所述目标机器人的移动步长坐标；所述势场模型基于所述目标机器人的当前点坐标和所述移动步长坐标计算所述目标机器人下一时刻的目标位置坐标，并输出所述目标机器人下一时刻的目标位置坐标。
10、根据本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种基于改进势场的机器人路径规划装置，包括：获取单元，用于信息获取步骤:获取目标机器人的当前点坐标、目标点坐标以及障碍物坐标集合，其中，所述障碍物坐标集合包括：静态障碍物坐标集合、动态障碍物坐标集合；规划单元，用于路径规划步骤：基于所述当前点坐标、所述目标点坐标以及所述障碍物坐标集合构建势场模型，并基于所述势场模型输出所述目标机器人下一时刻的目标位置坐标，根据当前点坐标和所述目标位置坐标确定行走路径，其中，所述势场模型涉及的势场包括：引力势场、斥力势场和障碍物表面引导力势场；执行单元，用于任务本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于改进势场的机器人路径规划方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的路径规划方法，其特征在于，在获取目标机器人的当前点坐标、目标点坐标以及障碍物坐标集合之前，还包括：
3.根据权利要求1所述的路径规划方法，其特征在于，获取目标机器人的障碍物坐标集合的步骤包括：
4.根据权利要求1所述的路径规划方法，其特征在于，基于所述当前点坐标、所述目标点坐标以及所述障碍物坐标集合构建势场模型的步骤包括：
5.根据权利要求4所述的路径规划方法，其特征在于，基于所述目标机器人的当前点坐标、所述目标点坐标和所述引力系数确定所述引力势场的步骤包括：
6.根据权利要求4所述的路径规划方法，其特征在于，基于所述目标机器人的当前点坐标、所述目标点坐标、所述障碍物坐标集合和所述斥力系数确定所述斥力势场的步骤包括：
7.根据权利要求4所述的路径规划方法，其特征在于，基于所述目标机器人的当前点坐标、所述目标点坐标、所述目标障碍物坐标集合和所述障碍物表面引导力系数确定所述障碍物表面引导力势场包括：
8.根据权利要求
9.一种基于改进势场的机器人路径规划装置，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行权利要求1至8中任意一项所述的基于改进势场的机器人路径规划方法。
11.一种电子设备，其特征在于，包括一个或多个处理器和存储器，所述存储器用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现权利要求1至8中任意一项所述的基于改进势场的机器人路径规划方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于改进势场的机器人路径规划方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的路径规划方法，其特征在于，在获取目标机器人的当前点坐标、目标点坐标以及障碍物坐标集合之前，还包括：
3.根据权利要求1所述的路径规划方法，其特征在于，获取目标机器人的障碍物坐标集合的步骤包括：
4.根据权利要求1所述的路径规划方法，其特征在于，基于所述当前点坐标、所述目标点坐标以及所述障碍物坐标集合构建势场模型的步骤包括：
5.根据权利要求4所述的路径规划方法，其特征在于，基于所述目标机器人的当前点坐标、所述目标点坐标和所述引力系数确定所述引力势场的步骤包括：
6.根据权利要求4所述的路径规划方法，其特征在于，基于所述目标机器人的当前点坐标、所述目标点坐标、所述障碍物坐标集合和所述斥力系数确定所述斥力势场的步骤包括：
7.根据权利要求4所述的路径规划方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡楚君，吴佳文，陆韵如，曾繁哲，
申请(专利权)人：中国工商银行股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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