一種動(dòng)態(tài)未知環(huán)境中路徑規(guī)劃方法及裝置制造方法
【專利摘要】本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N動(dòng)態(tài)未知環(huán)境中路徑規(guī)劃方法及裝置，通過(guò)在機(jī)器人沿著預(yù)先設(shè)置的最優(yōu)路徑移動(dòng)過(guò)程中，利用線性規(guī)劃梯度方法以及預(yù)先設(shè)置的滾動(dòng)窗口獲取的環(huán)境信息進(jìn)行計(jì)算得到一條無(wú)碰最優(yōu)路徑，然后通過(guò)對(duì)得到的無(wú)碰最優(yōu)路徑以及獲取的滾動(dòng)窗口內(nèi)的感知信息進(jìn)行計(jì)算得到局部路徑，在計(jì)算過(guò)程中通過(guò)使用滾動(dòng)窗口來(lái)降低計(jì)算量、提高效率，并通過(guò)線性規(guī)劃梯度方法的應(yīng)用保證全局收斂以及避免陷入局部極小以及震蕩的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】一種動(dòng)態(tài)未知環(huán)境中路徑規(guī)劃方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及自主導(dǎo)航【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種路徑規(guī)劃方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]未知環(huán)境中的路徑規(guī)劃主要是通過(guò)局部路徑的規(guī)劃方法直接把傳感器的數(shù)據(jù)影射到動(dòng)作，現(xiàn)有技術(shù)中常用的未知環(huán)境中的路徑規(guī)劃方法主要有如下幾種:
[0003]I)、柵格法，柵格法主要是將機(jī)器人工作空間分為具有二值信息的網(wǎng)格單元，分別表示自由空間和障礙物，但是柵格的劃分直接影響其規(guī)劃結(jié)果，如果柵格劃分過(guò)大，環(huán)境信息儲(chǔ)藏量小，分辨率下降，規(guī)劃能力差；柵格劃分過(guò)小，規(guī)劃時(shí)間長(zhǎng)，而且對(duì)信息存儲(chǔ)能力的要求急劇增加。
[0004]2)、人工勢(shì)場(chǎng)法，人工勢(shì)場(chǎng)法是由Khatib提出的一種基于勢(shì)場(chǎng)的方法，其主要是在機(jī)器人工作空間建立虛擬人工勢(shì)場(chǎng)，通過(guò)目標(biāo)點(diǎn)對(duì)機(jī)器人產(chǎn)生引力，障礙物產(chǎn)生斥力，使得機(jī)器人在合力作用下找出可行路徑。但是，該方法卻有如下幾點(diǎn)明顯的缺陷:a、機(jī)器人容易陷入因局部極小點(diǎn)而產(chǎn)生的陷阱區(qū)域。b、在相近的障礙物之間不能發(fā)現(xiàn)路徑。C、在障礙物前振蕩。d、一些參數(shù)也要通過(guò)試驗(yàn)調(diào)整。e、當(dāng)目標(biāo)點(diǎn)距離障礙物很近時(shí)目標(biāo)不可達(dá)，因而利用人工勢(shì)場(chǎng)法常導(dǎo)致規(guī)劃的失敗。
[0005]3)、遺傳算法，遺傳算法是一種借鑒生物界自然選擇和自然遺傳機(jī)制的隨機(jī)化的搜索算法，它具有簡(jiǎn)單、隱含并行性和全局優(yōu)化等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于傳統(tǒng)搜索方法和非線形問(wèn)題具有良好的適用性，但是遺傳算法運(yùn)算速度不快，進(jìn)化眾多的規(guī)劃要占據(jù)較大的存儲(chǔ)空間和運(yùn)算時(shí)間，而且由于常規(guī)遺傳算法本身存在的一些缺陷(如解的早熟現(xiàn)象、局部尋優(yōu)能力差等)，保證不了對(duì)路徑規(guī)劃的效率和可靠性的要求。
[0006]4)、模糊控制算法,模糊控制算法則是把傳感信息和目標(biāo)模糊化，利用隸屬度函數(shù)控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，其是一種未知環(huán)境下的高級(jí)機(jī)器人模糊導(dǎo)航方法，由8個(gè)不同的超聲傳感器來(lái)提供環(huán)境信息，然后利用基于模糊控制的導(dǎo)航器來(lái)計(jì)算這些信息并規(guī)劃?rùn)C(jī)器人路徑。雖然該方法在環(huán)境未知或發(fā)生變化的情況下，能夠快速而準(zhǔn)確地規(guī)劃?rùn)C(jī)器人路徑，但是其缺點(diǎn)是當(dāng)障礙物數(shù)目增加時(shí)，該方法的計(jì)算量會(huì)很大，影響規(guī)劃結(jié)果。
[0007]因此，亟需一種動(dòng)態(tài)未知環(huán)境中路徑規(guī)劃方法及裝置，以實(shí)現(xiàn)在路徑規(guī)劃過(guò)程中，在降低計(jì)算量、提高效率的基礎(chǔ)上，保證全局收斂，避免陷入局部極小和震蕩的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]有鑒于此，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種動(dòng)態(tài)未知環(huán)境中路徑規(guī)劃方法及裝置，以實(shí)現(xiàn)在路徑規(guī)劃過(guò)程中，在降低計(jì)算量、提高效率的基礎(chǔ)上，保證全局收斂，避免陷入局部極小和震蕩的問(wèn)題。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)實(shí)施例提供的技術(shù)方案如下:
[0010]一種動(dòng)態(tài)未知環(huán)境中路徑規(guī)劃方法，包括:
[0011]在機(jī)器人沿著預(yù)先設(shè)置的最優(yōu)路徑移動(dòng)的過(guò)程中，獲取預(yù)先設(shè)置的滾動(dòng)窗口內(nèi)的環(huán)境信息，所述最優(yōu)路徑為根據(jù)全局路徑規(guī)劃方法預(yù)先設(shè)置的一條從起點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的路徑;
[0012]利用所述環(huán)境信息以及預(yù)先設(shè)置的線性規(guī)劃梯度方法對(duì)滾動(dòng)窗口內(nèi)的局部路徑進(jìn)行規(guī)劃，選擇一條無(wú)碰最優(yōu)路徑；
[0013]獲取預(yù)先設(shè)置的滾動(dòng)窗口內(nèi)的感知信息，根據(jù)所述感知信息以及所述無(wú)碰最優(yōu)路徑確定一條局部路徑，以實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)未知環(huán)境中路徑的規(guī)劃。
[0014]優(yōu)選的，還包括:
[0015]當(dāng)確定局部路徑后，控制機(jī)器人根據(jù)所述局部路徑行進(jìn)一步。
[0016]優(yōu)選的，所述預(yù)先設(shè)置最優(yōu)路徑的過(guò)程為:
[0017]接收用戶輸入的全局環(huán)境信息、機(jī)器人的起點(diǎn)信息以及目標(biāo)點(diǎn)信息；
[0018]根據(jù)所述全局環(huán)境信息、起點(diǎn)信息、目標(biāo)點(diǎn)信息以及與預(yù)先設(shè)置的全局路徑規(guī)劃方法計(jì)算一條從起點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的最優(yōu)路徑。
[0019]優(yōu)選的，所述利用所述環(huán)境信息以及預(yù)先設(shè)置的線性規(guī)劃梯度方法對(duì)滾動(dòng)窗口內(nèi)的局部路徑進(jìn)行規(guī)劃，選擇一條無(wú)碰最優(yōu)路徑，包括:
[0020]將所述目標(biāo)點(diǎn)賦值為0，所述環(huán)境信息中的其他點(diǎn)賦值為無(wú)窮大；
[0021 ] 將所述目標(biāo)點(diǎn)放入活動(dòng)列表；
[0022]在預(yù)先設(shè)置的路徑代價(jià)函數(shù)的每次循環(huán)中，對(duì)所述活動(dòng)列表中的每一點(diǎn)進(jìn)行操作，從所述活動(dòng)列表中將該點(diǎn)刪除并更新它的8領(lǐng)域點(diǎn)。
[0023]優(yōu)選的，根據(jù)所述感知信息以及所述無(wú)碰最優(yōu)路徑確定一條局部路徑，包括:
[0024]根據(jù)所述感知信息以及所述無(wú)碰最優(yōu)路徑確定局部子目標(biāo)，并對(duì)動(dòng)態(tài)障礙物的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行預(yù)測(cè)得到預(yù)測(cè)結(jié)果，所述預(yù)測(cè)結(jié)果為判斷所述機(jī)器人是否會(huì)與所述動(dòng)態(tài)障礙物相碰撞;
[0025]根據(jù)滾動(dòng)窗口內(nèi)的環(huán)境信息以及預(yù)測(cè)結(jié)果，確定向所述局部子目標(biāo)行進(jìn)的局部路徑。
[0026]優(yōu)選的，通過(guò)激光傳感器獲取所述環(huán)境信息以及所述感知信息。
[0027]—種動(dòng)態(tài)未知環(huán)境中路徑規(guī)劃裝置，包括:環(huán)境信息獲取單元、無(wú)碰最優(yōu)路徑選擇單元以及局部路徑確定單元，其中，
[0028]所述環(huán)境信息獲取單元用于在機(jī)器人沿著預(yù)先設(shè)置的最優(yōu)路徑移動(dòng)的過(guò)程中，獲取預(yù)先設(shè)置的滾動(dòng)窗口內(nèi)的環(huán)境信息，所述最優(yōu)路徑為根據(jù)全局路徑規(guī)劃方法預(yù)先設(shè)置的一條從起點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的路徑；
[0029]所述無(wú)碰最優(yōu)路徑選擇單元與所述環(huán)境信息獲取單元相連接，用于利用所述環(huán)境信息以及預(yù)先設(shè)置的線性規(guī)劃梯度方法對(duì)滾動(dòng)窗口內(nèi)的局部路徑進(jìn)行規(guī)劃，選擇一條無(wú)碰最優(yōu)路徑；
[0030]所述局部路徑確定單元與所述無(wú)碰最優(yōu)路徑選擇單元相連接，用于獲取預(yù)先設(shè)置的滾動(dòng)窗口內(nèi)的感知信息，根據(jù)所述感知信息以及所述無(wú)碰最優(yōu)路徑確定一條局部路徑，以實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)未知環(huán)境中路徑的規(guī)劃。
[0031]優(yōu)選的，還包括:控制單元，
[0032]所述控制單元與所述局部路徑確定單元相連接，用于當(dāng)確定局部路徑后，控制機(jī)器人根據(jù)所述局部路徑行進(jìn)一步。[0033]優(yōu)選的，還包括:最優(yōu)路徑預(yù)設(shè)單元，其中，所述最優(yōu)路徑預(yù)設(shè)單元包括:信息接收單元以及最優(yōu)路徑計(jì)算單元，
[0034]所述信息接收單元用于接收用戶輸入的全局環(huán)境信息、機(jī)器人的起點(diǎn)信息以及目標(biāo)點(diǎn)信息；
[0035]所述最優(yōu)路徑計(jì)算單元與所述信息接收單元相連接，用于根據(jù)所述全局環(huán)境信息、起點(diǎn)信息、目標(biāo)點(diǎn)信息以及與預(yù)先設(shè)置的全局路徑規(guī)劃方法計(jì)算一條從起點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的最優(yōu)路徑。
[0036]優(yōu)選的，所述無(wú)碰最優(yōu)路徑選擇單元包括:賦值單元、存放單元以及操作單元，其中，
[0037]所述賦值單元的一端與所述環(huán)境信息獲取單元相連接，另一端與所述最優(yōu)路徑計(jì)算單元相連接，用于將所述目標(biāo)點(diǎn)賦值為0，所述環(huán)境信息中的其他點(diǎn)賦值為無(wú)窮大；
[0038]所述存放單元與所述賦值單元相連接，用于將所述目標(biāo)點(diǎn)放入活動(dòng)列表；
[0039]操作單元與所述存放單元相連接，用于在預(yù)先設(shè)置的路徑代價(jià)函數(shù)的每次循環(huán)中，對(duì)所述活動(dòng)列表中的每一點(diǎn)進(jìn)行操作，從所述活動(dòng)列表中將該點(diǎn)刪除并更新它的8領(lǐng)域點(diǎn)。
[0040]本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N動(dòng)態(tài)未知環(huán)境中路徑規(guī)劃方法及裝置，通過(guò)在機(jī)器人沿著預(yù)先設(shè)置的最優(yōu)路徑移動(dòng)過(guò)程中，利用線性規(guī)劃梯度方法以及預(yù)先設(shè)置的滾動(dòng)窗口獲取的環(huán)境信息進(jìn)行計(jì)算得到一條無(wú)碰最優(yōu)路徑，然后通過(guò)對(duì)得到的無(wú)碰最優(yōu)路徑以及獲取的滾動(dòng)窗口內(nèi)的感知信息進(jìn)行計(jì)算得到局部路徑，在計(jì)算過(guò)程中通過(guò)使用滾動(dòng)窗口來(lái)降低計(jì)算量、提高效率，并通過(guò)線性規(guī)劃梯度方法的應(yīng)用保證全局收斂以及避免陷入局部極小以及震蕩的問(wèn)題。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0041]為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0042]圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例一提供的一種動(dòng)態(tài)未知環(huán)境中路徑規(guī)劃方法流程圖；
[0043]圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例一提供的一種近鄰點(diǎn)的更新方法示意圖；
[0044]圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例一提供的一種基于線性規(guī)則梯度方法的三個(gè)不同階段的示意圖；
[0045]圖4為本申請(qǐng)實(shí)施例一提供的一種障礙物代價(jià)示意圖；
[0046]圖5 (I)為本申請(qǐng)實(shí)施例一提供的一種沒(méi)有考慮障礙物運(yùn)動(dòng)信息的機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)信息示意圖；
[0047]圖5 (2)為本申請(qǐng)實(shí)施例一提供的一種考慮障礙物運(yùn)動(dòng)信息的機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)信息示意圖；
[0048]圖6為本申請(qǐng)實(shí)施例二提供的一種動(dòng)態(tài)未知環(huán)境中路徑規(guī)劃方法流程圖；
[0049]圖7為本申請(qǐng)實(shí)施例三提供的一種動(dòng)態(tài)未知環(huán)境中路徑規(guī)劃裝置結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0050]為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好地理解本申請(qǐng)中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。
[0051]實(shí)施例一:
[0052]圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例一提供的一種動(dòng)態(tài)未知環(huán)境中路徑規(guī)劃方法流程圖。
[0053]如圖1所示，該方法包括:
[0054]S101、在機(jī)器人沿著預(yù)先設(shè)置的最優(yōu)路徑移動(dòng)的過(guò)程中，獲取預(yù)先設(shè)置的滾動(dòng)窗口內(nèi)的環(huán)境信息。
[0055]在本申請(qǐng)實(shí)施例中預(yù)先設(shè)置有最優(yōu)路徑，該最優(yōu)路徑為根據(jù)全局路徑規(guī)劃方法預(yù)先設(shè)置的一條從起點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的路徑，其中，預(yù)先設(shè)置最優(yōu)路徑的過(guò)程為:首先接收用戶輸入的全局環(huán)境信息、機(jī)器人的起點(diǎn)信息以及目標(biāo)點(diǎn)信息，然后根據(jù)全局環(huán)境信息、起點(diǎn)信息、目標(biāo)點(diǎn)信息以及與預(yù)先設(shè)置的全局路徑規(guī)劃方法計(jì)算一條從起點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的最優(yōu)路徑。
[0056]在本申請(qǐng)實(shí)施例 中，機(jī)器人在初始時(shí)，根據(jù)該預(yù)先設(shè)置的最優(yōu)路徑進(jìn)行移動(dòng)，且在機(jī)器人上預(yù)先設(shè)置有滾動(dòng)窗口，該滾動(dòng)窗口優(yōu)選的為位于機(jī)器人前方的正方形掃描區(qū)域，在機(jī)器人的移動(dòng)過(guò)程中，會(huì)獲取預(yù)先設(shè)置的滾動(dòng)窗口內(nèi)的環(huán)境信息，其中，環(huán)境信息為預(yù)先設(shè)置的滾動(dòng)窗口范圍內(nèi)的障礙物等信息，如:墻、柱子以及人等。
[0057]在本申請(qǐng)實(shí)施例中，優(yōu)選的，滾動(dòng)窗口為正方形掃描區(qū)域，發(fā)明人還可以根據(jù)自己的需求任意設(shè)置滾動(dòng)窗口的形狀，且發(fā)明人也可以根據(jù)自己的需求任意設(shè)置滾動(dòng)窗口的大小。
[0058]S102、利用環(huán)境信息以及預(yù)先設(shè)置的線性規(guī)劃梯度方法對(duì)滾動(dòng)窗口內(nèi)的局部路徑進(jìn)行規(guī)劃，選擇一條無(wú)碰最優(yōu)路徑。
[0059]在本申請(qǐng)實(shí)施例中，在機(jī)器人移動(dòng)過(guò)程中，會(huì)首先獲取機(jī)器人上的預(yù)先設(shè)置的滾動(dòng)窗口中的環(huán)境信息，并根據(jù)預(yù)先設(shè)置的線性規(guī)劃梯度方法對(duì)滾動(dòng)窗口內(nèi)的局部路徑進(jìn)行規(guī)劃，選擇一條無(wú)碰最優(yōu)路徑，其過(guò)程主要為:(I)將機(jī)器人的目標(biāo)點(diǎn)賦值為0，且將環(huán)境信息中的其他點(diǎn)賦值為無(wú)窮大。(2)將目標(biāo)點(diǎn)放入活動(dòng)列表。(3)在預(yù)先設(shè)置的路徑代價(jià)函數(shù)的每次循環(huán)中，對(duì)活動(dòng)列表中的每一點(diǎn)進(jìn)行操作，從活動(dòng)列表中將該點(diǎn)刪除并更新它的8領(lǐng)域點(diǎn)。
[0060]如圖2所示的一種近鄰點(diǎn)的更新方法中，更新一個(gè)點(diǎn)P的操作如下:假設(shè)P點(diǎn)的代價(jià)為18，它有如圖2中所示的8個(gè)近鄰，對(duì)其中的任意一個(gè)近鄰q，可以根據(jù)公式(I)計(jì)算從P到該點(diǎn)的路徑代價(jià):C' =18+12+6=36，如果計(jì)算得到的代價(jià)小于原來(lái)的代價(jià)，即C'〈38，則用新代價(jià)值替換舊的，并且將該點(diǎn)加入到活動(dòng)列表中，重復(fù)該過(guò)程，直到活動(dòng)列表為空。
[0061]公式(I)如下:
[0062]
【權(quán)利要求】
1.一種動(dòng)態(tài)未知環(huán)境中路徑規(guī)劃方法，其特征在于，包括: 在機(jī)器人沿著預(yù)先設(shè)置的最優(yōu)路徑移動(dòng)的過(guò)程中，獲取預(yù)先設(shè)置的滾動(dòng)窗口內(nèi)的環(huán)境信息，所述最優(yōu)路徑為根據(jù)全局路徑規(guī)劃方法預(yù)先設(shè)置的一條從起點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的路徑；利用所述環(huán)境信息以及預(yù)先設(shè)置的線性規(guī)劃梯度方法對(duì)滾動(dòng)窗口內(nèi)的局部路徑進(jìn)行規(guī)劃，選擇一條無(wú)碰最優(yōu)路徑； 獲取預(yù)先設(shè)置的滾動(dòng)窗口內(nèi)的感知信息，根據(jù)所述感知信息以及所述無(wú)碰最優(yōu)路徑確定一條局部路徑，以實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)未知環(huán)境中路徑的規(guī)劃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括: 當(dāng)確定局部路徑后，控制機(jī)器人根據(jù)所述局部路徑行進(jìn)一步。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預(yù)先設(shè)置最優(yōu)路徑的過(guò)程為: 接收用戶輸入的全局環(huán)境信息、機(jī)器人的起點(diǎn)信息以及目標(biāo)點(diǎn)信息； 根據(jù)所述全局環(huán)境信息、起點(diǎn)信息、目標(biāo)點(diǎn)信息以及與預(yù)先設(shè)置的全局路徑規(guī)劃方法計(jì)算一條從起點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的最優(yōu)路徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用所述環(huán)境信息以及預(yù)先設(shè)置的線性規(guī)劃梯度方法對(duì)滾動(dòng)窗口內(nèi)的局部路徑進(jìn)行規(guī)劃，選擇一條無(wú)碰最優(yōu)路徑，包括: 將所述目標(biāo)點(diǎn)賦值為O，所述環(huán)境信息中的其他點(diǎn)賦值為無(wú)窮大； 將所述目標(biāo)點(diǎn)放入活動(dòng)列表； 在預(yù)先設(shè)置的路徑代價(jià)函數(shù)的每次循環(huán)中，對(duì)所述活動(dòng)列表中的每一點(diǎn)進(jìn)行操作，從所述活動(dòng)列表中將該點(diǎn)刪除并更新它的8領(lǐng)域點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述感知信息以及所述無(wú)碰最優(yōu)路徑確定一條局部路徑，包括:根據(jù)所述感知信息以及所述無(wú)碰最優(yōu)路徑確定局部子目標(biāo)，并對(duì)動(dòng)態(tài)障礙物的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行預(yù)測(cè)得到預(yù)測(cè)結(jié)果，所述預(yù)測(cè)結(jié)果為判斷所述機(jī)器人是否會(huì)與所述動(dòng)態(tài)障礙物相碰撞；根據(jù)滾動(dòng)窗口內(nèi)的環(huán)境信息以及預(yù)測(cè)結(jié)果，確定向所述局部子目標(biāo)行進(jìn)的局部路徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過(guò)激光傳感器獲取所述環(huán)境信息以及所述感知信息。
7.一種動(dòng)態(tài)未知環(huán)境中路徑規(guī)劃裝置，其特征在于，包括:環(huán)境信息獲取單元、無(wú)碰最優(yōu)路徑選擇單元以及局部路徑確定單元，其中， 所述環(huán)境信息獲取單元用于在機(jī)器人沿著預(yù)先設(shè)置的最優(yōu)路徑移動(dòng)的過(guò)程中，獲取預(yù)先設(shè)置的滾動(dòng)窗口內(nèi)的環(huán)境信息，所述最優(yōu)路徑為根據(jù)全局路徑規(guī)劃方法預(yù)先設(shè)置的一條從起點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的路徑； 所述無(wú)碰最優(yōu)路徑選擇單元與所述環(huán)境信息獲取單元相連接，用于利用所述環(huán)境信息以及預(yù)先設(shè)置的線性規(guī)劃梯度方法對(duì)滾動(dòng)窗口內(nèi)的局部路徑進(jìn)行規(guī)劃，選擇一條無(wú)碰最優(yōu)路徑； 所述局部路徑確定單元與所述無(wú)碰最優(yōu)路徑選擇單元相連接，用于獲取預(yù)先設(shè)置的滾動(dòng)窗口內(nèi)的感知信息，根據(jù)所述感知信息以及所述無(wú)碰最優(yōu)路徑確定一條局部路徑，以實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)未知環(huán)境中路徑的規(guī)劃。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，還包括:控制單元， 所述控制單元與所述局部路徑確定單元相連接，用于當(dāng)確定局部路徑后，控制機(jī)器人根據(jù)所述局部路徑行進(jìn)一步。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，還包括:最優(yōu)路徑預(yù)設(shè)單元，其中，所述最優(yōu)路徑預(yù)設(shè)單元包括:信息接收單元以及最優(yōu)路徑計(jì)算單元， 所述信息接收單元用于接收用戶輸入的全局環(huán)境信息、機(jī)器人的起點(diǎn)信息以及目標(biāo)點(diǎn)信息； 所述最優(yōu)路徑計(jì)算單元與所述信息接收單元相連接，用于根據(jù)所述全局環(huán)境信息、起點(diǎn)信息、目標(biāo)點(diǎn)信息以及與預(yù)先設(shè)置的全局路徑規(guī)劃方法計(jì)算一條從起點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的最優(yōu)路徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述無(wú)碰最優(yōu)路徑選擇單元包括:賦值單元、存放單元以及操作單元，其中， 所述賦值單元的一端與所述環(huán)境信息獲取單元相連接，另一端與所述最優(yōu)路徑計(jì)算單元相連接，用于將所述目標(biāo)點(diǎn)賦值為0，所述環(huán)境信息中的其他點(diǎn)賦值為無(wú)窮大； 所述存放單元與所述賦值單元相連接，用于將所述目標(biāo)點(diǎn)放入活動(dòng)列表； 操作單元與所述存放單元相連接，用于在預(yù)先設(shè)置的路徑代價(jià)函數(shù)的每次循環(huán)中，對(duì)所述活動(dòng)列表中的每一點(diǎn)進(jìn)行 操作，從所述活動(dòng)列表中將該點(diǎn)刪除并更新它的8領(lǐng)域點(diǎn)。
【文檔編號(hào)】G05D1/02GK103605368SQ201310646212
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】厲茂海, 林睿, 王振華, 陳國(guó)棟, 孫榮川 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)張家港工業(yè)技術(shù)研究院