一种未知环境下移动机器人自主探索方法及系统技术方案

一种未知环境下移动机器人自主探索方法及系统，该方法先实时扫描环境获取机器人的定位和点位信息，更新三维空间表示的3D栅格地图；接着，在地图上进行边界检测和候选视点采样，计算视点权重以筛选扩展节点；采用HybridA*算法进行路径规划，并将路径维护到拓扑地图中；采用基于射线距离的纯路径跟踪方法进行路径跟踪，结合PID算法调节速度，提高路径跟踪的准确性和实时性。本发明专利技术提高了对扩展视点选择的完备性，减少了对同一区域的重复探索，并且提高路径跟踪精度，有效解决了大规模未知环境下机器人自主探索的技术难题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种机器人自主探索方法及系统，具体是一种未知环境下移动机器人自主探索方法及系统，属于移动机器人。

技术介绍

1、随着自动化技术的发展，地面机器人在各种工业和探索领域中的应用越来越广泛。特别是在煤矿等地下作业环境中，机器人可以执行危险或人类难以到达的任务。然而，现有的地面机器人自主导航系统通常依赖于预设的地图和环境信息，这在未知或动态变化的场景中是不切实际的。因此，开发一种能够在大规模未知场景下有效自主探索的移动机器人自主导航方法变得尤为重要。

2、然而，完整且高效地探索大规模环境仍然是一个具有挑战性的开放性问题，特别是在缺乏先验地图的情况下，导航系统在路径规划和决策过程中面临极大的不确定性。这种不确定性不仅增加了任务的复杂性，还可能导致导航失败或效率低下。因此，如何在未知或部分已知的环境中进行有效的路径规划和决策，成为了近年来研究的重点。

3、传统的路径规划方法通常依赖于优化技术，通过最小化特定的目标函数(如路径长度、能量消耗或时间)来生成从起点到目标点的可行路径。这些方法在探索过程中逐步构建环境地图，并利用增量式的地本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种未知环境下移动机器人自主探索方法，其特征在于，该方法包括：

2.根据权利要求1所述的一种未知环境下移动机器人自主探索方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：

3.根据权利要求2所述的一种未知环境下移动机器人自主探索方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

4.根据权利要求3所述的一种未知环境下移动机器人自主探索方法，其特征在于，所述步骤S21中的边界为：在已知3D空间中，存在一个自由网格至少有一个相同高度的未知邻居网格，则该自由网格被定义为边界；令pi为机器人的第i个位置，Fpi为机器人在pi时的全局边界，为从pi到pi+1机器人范围内的边界，...

【技术特征摘要】

1.一种未知环境下移动机器人自主探索方法，其特征在于，该方法包括：

2.根据权利要求1所述的一种未知环境下移动机器人自主探索方法，其特征在于，所述步骤s1具体包括：

3.根据权利要求2所述的一种未知环境下移动机器人自主探索方法，其特征在于，所述步骤s2具体包括：

4.根据权利要求3所述的一种未知环境下移动机器人自主探索方法，其特征在于，所述步骤s21中的边界为：在已知3d空间中，存在一个自由网格至少有一个相同高度的未知邻居网格，则该自由网格被定义为边界；令pi为机器人的第i个位置，fpi为机器人在pi时的全局边界，为从pi到pi+1机器人范围内的边界，为机器人从pi移动到pi+1更新的传感器感知范围内自由网格，则在中进行边界检测。

5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：缪燕子，李韶帆，蔡光琪，杨硕，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：