行走路径规划方法与避开动态障碍物的导航方法技术

本发明专利技术公开一种用于自走机器装置的行走路径规划方法，用来提供自走机器装置在实体场所的行走路径，包括第一、二步骤。第一步骤是基于实体场所产生相对的网状格状图，该网状格状图包含带有障碍参数值的多个地图网格，其中每个地图网格的该障碍参数值取决于在相对位置上该实体场所中的障碍物的位置。第二步骤是开始自起始点与目的点的地图网格向邻近地图网格持续扩展，直到所扩展的地图网格彼此相遇，并定义能彼此相遇到的扩展轨迹中每个地图网格为该行走路径。通过本发明专利技术提供的行走路径规划方法，可应用在自走机器装置，使得在一实际场所的自走机器装置，能够在起始点与目的点规划出行走路径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种行走路径的规划方法以及导航方法，尤其涉及可用于自走机器装置(Mobile Robot Device)的行走路径规划方法与避开动态障碍物的 导航方法。
技术介绍
对自走机器装置(例如自走机器人)的课题来说，路径规划主要是指在有 障碍物的工作环境中，寻找一条恰当路径，也就是从起始点到目的点的运动 路径。在这个路径中，要使机器人在运动过程中能安全、无碰撞地绕过所有 的障碍物。在公知技术中，乃采取遇到新障碍物时，则重新作路径规划，而放弃原 先的规划路径。在另一公知技术中，在起始点到目的点之间定义一条直线来 作为规划路径，若此直线中有障碍物，即向左转或向右转，而绕开障碍物。 然而若遇上连续障碍物时(例如墙壁)，就可能无法绕开障碍物，也就无法到 达目的点，或者，就算能够绕开障碍物，而到达目的点，也常会多绕相当多 的距离。本专利技术的专利技术人有鉴于相关公知技术仍有改良之处，乃亟思专利技术而改良 出用于自走机器装置的，可 解决上述公知技术的缺点。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在提供一种行走路径规划方法，可应用在自走机器装 置，使得在一实际场所的自走机器装置，能够在起始点与目的点规划出行走 路径。本专利技术的第二目的在提供一种避开动态障碍物的导航方法，可应用在自 走机器装置，使得在一实际场所的自走机器装置，能够在起始点与目的点规划出行走路径，能够避开动态障碍物，同时继续往目的地前进。为达成本专利技术上述第一 目的，本专利技术提供一种用于自走机器装置的行走 路径规划方法，用来提供一自走机器装置在一实体场所的行走路径，包括下 列步骤基于该实体场所产生相对的一网状格状图，该网状格状图包含带有 障碍参数值的多个地图网格，其中每个地图网格的该障碍参数值取决于在相 对位置上该实体场所中的一障碍物的位置；以及开始自一起始点与一目的点 的地图网格向邻近地图网格持续扩展，直到所扩展的地图网格彼此相遇，并 定义能彼此相遇到的扩展轨迹中每个地图网格为该行走路径。为达成本专利技术上述第二目的，本专利技术提供一种用于自走机器装置的避开 动态障碍物的导航方法，包括下列步骤行走路径规划步骤基于该实体场 所产生相对的一网状格状图，该网状格状图包含带有障碍参数值的多个地图 网格，其中每个地图网格的该障碍参数值取决于在相对位置上该实体场所中 的一障碍物的位置；开始自一起始点与一目的点的地图网格向邻近地图网格 持续扩展，直到所扩展的地图网格彼此相遇，并定义能彼此相遇到的扩展轨迹中每个地图网格为该行走路径；避开动态障碍物的行走(moving)步骤(a).依据该行走路径规划步骤的该行走路径行走，当要进入一中途位置之前时， 检测到不属于该实体场所中原先具有的该障碍物时，将该障碍物定义成一动态障碍物；(b).依据该中途位置的下个转弯位置的转弯方向，在检测到该动态障碍物的位置处依照该转弯方向进行转弯，转弯后，接着如果刚才转弯方向是向左转弯，则沿着右手侧(right-hand)的该动态障碍物继续行走，如果刚 才转弯方向是向右转弯，则沿着左手侧(left-hand)的该动态障碍物行走；(c). 如果在前方再检测到另一个新动态障碍物时，而无法继续沿着该动态障碍物 侧边行走，则在该检测到另一个新动态障碍物的位置向后转弯，向后转弯后， 接着则沿着另一只手(the-other-hand)的该动态障碍物继续行走；(d).在步骤(b) 以及(c)的行走时，判断是否已走到该行走路径上，如果为真，则再依该行走 路径继续行走；(e).重复步骤(a)至步骤(d)， 一直到行走至该目的点为止。关于本专利技术的优点与精神可以通过以下的专利技术详述及附图得到进一步 的了解。附图说明图1显示本专利技术用于自走机器装置的行走路径规划方法的流程图。图2A至图2D显示依据本专利技术行走路径规划方法对一实体场所的实施示意图。图3显示本专利技术用于自走机器装置的避开动态障碍物的导航方法的流程图。图4A至图4C显示自走机器装置依据本专利技术导航方法，在实体场所行走的路径示意图。图5显示本专利技术检测到动态障碍物时，如何避开动态障碍物的流程图。图6显示应用本专利技术方法的自走机器装置的架构示意图。其中，附'图标记说明如下5实体场所10行走路径规划方法20网状格状图12a 12b障碍物14a起始点14b目的点16区块18行走路径20、 20，动态障碍物30领航方法31行走路径规划步骤33避开动态障碍物的行走步骤101 103步骤201a 201q地图网格311~313步骤331~339步骤401中央处理器403闪存405检测器407 存储器409 行走机构单元具体实施例方式图l显示本专利技术用于自走机器装置的行走路径规划方法的流程图，以及图2A至图2D显示依据本专利技术行走路径规划方法对一实体场所的实施示意图。本专利技术用于自走机器装置的行走路径规划方法10包括步骤101与步骤103。步骤101是基于一个实体场所5产生相对的网状格状图20，网状格状图20包含带有障碍参数值的多个地图网格(Map grid)201 ，其中每个地图网格201的该障碍参数值是取决于在相对位置上实体场所5中的障碍物的位置。请参见图2A，为了使得自走机器装置沐示出)(例如机器人)可依据行走路径的规划结果在实体场所5(例如工厂)中行走(Moving)，实体场所5乃包含障碍物12a 12b。首先读入实体场所5的平面地图，并基于实体场所5产生相对的网状格状图20。在网状格状图20中，主要包含分别带有障碍参数值的多个地图网格201。每个地图网格201的大小例如可采行为lcm*lcm。为了在完成路径规划后，能提供关于行走路径的坐标信息，在网状格状图20中的多个地图网格201可付予一个识别编号。在实体场所5所出现的障碍物12a 12b，必须在网状格状图20中标注障碍物12a 12b所占据的位置。每个地图网格201的障碍参数值取决于在相对位置上实体场所5中的障碍物12a 12b的位置。如图2B中所标示斜线的区块16，属于区块16的所述多个地图网格201的障碍参数值均被设成例如1。而其它无被占据的地图网格201的障碍参数值则被设成例如0。此外，为了避免自走机器装置会行走到网状格状图20的外部，网状格状图20的边缘可被定义成连续障碍物，而所述多个地图网格201的障碍参数值均被设成l。步骤103是开始自起始点14a与目的点14b的地图网格201向邻近地图网格201持续扩展，直到所扩展的地图网格201彼此相遇，并定义能彼此相遇到的扩展轨迹中每个地图网格201为行走路径。请参见图2C，基于上述步骤101的前处理结果，开始自起始点14a与目的点14b的地图网格201分别向邻近地图网格持续扩展，直到所扩展的地图网格201彼此相遇，并定义能彼此相遇到的扩展轨迹中每个地图网格201为行走路径18。换言之，这就好像是对水池扔下两颗石头，所形成的水波逐渐扩大，最终会相遇。举例来说，在自起始点14a与目的点14b的地图网格201向邻近地图网格201持续扩展时，可从起始点14a的地图网格201与目的点14b的地图网格201，采以十字状(即为上、下、左、右)向邻近地图网格201持续扩展，被扩展的所述多个地图网格201再向上、下、左、右的四个邻近地图网格201持续扩展，直到由起始点14a与目的点14b所扩展的地图网格201彼此相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于自走机器装置的行走路径规划方法，用来提供一自走机器装置在一实体场所的行走路径，包括下列步骤：　基于该实体场所产生相对的一网状格状图，该网状格状图包含带有障碍参数值的多个地图网格，其中每个地图网格的该障碍参数值取决于在相对位置上 该实体场所中的一障碍物的位置；以及　开始自一起始点与一目的点的地图网格向邻近地图网格持续扩展，直到所扩展的地图网格彼此相遇，并定义能彼此相遇到的扩展轨迹中每个地图网格为该行走路径。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：滕有为，刘弘伦，
申请(专利权)人：微星科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[]