一种改进型机器人路径规划RRT算法制造技术

本发明专利技术公开了一种改进型机器人路径规划RRT算法，涉及机器人路径规划技术领域，该算法包括以下步骤：首先设定一个路径起始点；建立有效多点采样自适应斜率优化机制进行随机点采样；建立自适应KD‑Tree路径临近点搜索机制寻找最邻近节点；根据移动步长计算新节点位置；使用卡尔曼滤波算法估计巡检机器人下一个移动预置位，估计取水采样机器人与巡检机器人是否发生碰撞；采用三角形路径优化机制进行路径优化；发送优化后的路径包。本发明专利技术通过引入有效多点采样自适应斜率优化机制、三角形路径优化机制、自适应KD‑Tree路径临近点搜索机制、基于卡尔曼滤波的机器人路径预测机制，提高了多机器人协同工作时的路径规划效率和准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人路径规划的，尤其涉及一种改进型机器人路径规划rrt算法。

技术介绍

1、燃煤火力发电厂是工业生产的重要组成部分，工业取水采样是燃煤火力发电厂的重要生产环节。随着人工智能、物联网、大数据等技术的快速发展，燃煤火力发电厂取水检测机器人的研究取得了显著进展。取水检测机器人通过控制机械臂运动提取水样，并利用传感技术进行进行ph、氨氮、cod的在线检测，可有效提高取水检测效率和准确性，满足燃煤火力发电厂对水质监测的要求，取水检测机器人控制系统的应用层协议是取水检测机器人控制系统与取水检测机器人进行通信的重要手段。传统的取水检测机器人控制系统应用层协议采用ascii编码，协议效率和通信可靠性较低。

2、路径规划是取水采样机器人的重要功能之一。现有的智能路径规划算法有很多，如：rrt算法、dijkstra算法、ａ*算法、人工势场法、蚁群算法、遗传算法、图搜算法，其中rrt算法是最常见的智能路径规划算法之一。

3、但是传统的rrt算法实际应用过程具有以下问题：（1） 传统的rrt算法在随机点采样阶段，只随机采样1次，这种采样机制本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种改进型机器人路径规划RRT算法，其特征在于，该算法包括以下步骤：S1：首先设定一个路径起始点；S2：建立有效多点采样自适应斜率优化机制，并使用该机制进行随机点采样；S3：建立自适应KD-Tree路径临近点搜索机制，并使用该机制寻找最邻近节点；S4：根据移动步长计算新节点位置；S5：使用卡尔曼滤波算法估计巡检机器人下一个移动预置位，估计取水采样机器人与巡检机器人是否发生碰撞；并在计算新节点与最接近点的线段是否与固定障碍物碰撞，若不碰撞则将新节点加入路径点；S6：重复S2-S5的步骤，最终找到取水采样点位置；S7：采用三角形路径优化机制，进行路径优化；S8：发送优化后的取水采样路径包...

【技术特征摘要】

1.一种改进型机器人路径规划rrt算法，其特征在于，该算法包括以下步骤：s1：首先设定一个路径起始点；s2：建立有效多点采样自适应斜率优化机制，并使用该机制进行随机点采样；s3：建立自适应kd-tree路径临近点搜索机制，并使用该机制寻找最邻近节点；s4：根据移动步长计算新节点位置；s5：使用卡尔曼滤波算法估计巡检机器人下一个移动预置位，估计取水采样机器人与巡检机器人是否发生碰撞；并在计算新节点与最接近点的线段是否与固定障碍物碰撞，若不碰撞则将新节点加入路径点；s6：重复s2-s5的步骤，最终找到取水采样点位置；s7：采用三角形路径优化机制，进行路径优化；s8：发送优化后的取水采样路径包。

2.根据权利要求1所述的一种改进型机器人路径规划rrt算法，其特征在于：所述s2过程中，引入有效多点采样自适应斜率优化机制，即每轮进行n次基于均匀分布的有效随机点采样，根据有效随机采样点生成规则和最优随机采样点选择策略获取本轮随机采样的一个最优采样点。

3.根据权利要求2所述的一种改进型机器人路径规划rrt算法，其特征在于：所述有效多点采样自适应斜率优化机制的具体算法为：首先定义：有效随机采样点，最优有效随机采样点，随机采样点，最临近节点，取水采样机器人移动开始点，取水采样机器人移动目标点，取水采样机器人最优移动路径斜率，取水采样机器人有效随机采样点到最临近节点斜率，按下述算法步骤选择本轮最优随机采样点；有效有效随机采样点生成；

4.根据权利要求1所述的一种改进型机器人路径规划rrt算法，其特征在于：所述s3过程中的自适应kd-tree路径临近点搜索机制，即计算新的有效随机采样路径点与路径点集合中各路径点的距离，其计算公式如下：

5.根据权利要求4所述的一种改进型机器人路径规划rrt算法，其特征在于：所述s3过程中，随着有效路径点的增加，须动态构建kd-tree，构建过程如下：步骤一：从有效路径点数据集中选择一个点作为根节点；步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：周兴，吴宇飞，
申请(专利权)人：南京华康智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：