一種基于人工勢場法的機器人避碰路徑規(guī)劃方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于人工勢場法的機器人避碰路徑規(guī)劃方法，步驟包括： 1 、檢測目標點：檢測地圖上有無目標點，如果沒有目標點，則程序不會往下走，而是會循環(huán)地檢測直到檢測到目標點為止； 2 、規(guī)劃路徑：一旦檢測到有目標點，則計算機器人初始位置與目標點的距離，然后判斷其距離是否大于 5.0 ，未達到需要尋址路徑規(guī)劃，程序繼續(xù)往下走； 3 、控制避障：引進目標牽引力使機器人動起來，并檢測周圍 600 距離范圍內(nèi)是否存在障礙物，求出各障礙物與機器人之間的距離，并將此距離返回值帶入到基于人工勢場的算法中從而控制機器人繞過障礙物前行直到最終到達目標點。
【專利說明】一種基于人工勢場法的機器人避碰路徑規(guī)劃方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種復雜形狀機器人避碰路徑規(guī)劃方法，特別是一種基于人工勢場法 的機器人避碰路徑規(guī)劃方法。

【背景技術】
[0002] 機器人的避碰路徑規(guī)劃一直以來都是機器人研究領域的難點，也是需要一直深入 研究的問題。鑒于往機器人路徑規(guī)劃中，多數(shù)將機器人簡化為圓形等簡單形狀，而為實現(xiàn)機 器人上加裝各類輔助設備的需求(例如機械臂、測距儀等)，需針對任意形狀的機器人，研究 其在復雜環(huán)境下的避碰路徑規(guī)劃問題，為機器人路徑規(guī)劃方法的進一步實用化提供支撐。
[0003] 基于此，本發(fā)明提出一種基于線段之間最短距離檢測的人工勢場法實現(xiàn)了復雜形 狀移動機器人在未知環(huán)境下的避碰路徑規(guī)劃。目前已經(jīng)基本上達到比較好的控制效果，從 而使移動機器人能夠及時有效地避開障礙物。該方法是以機器人與障礙物的各邊界組成線 段之間的最短距離作為其檢測距離，并將此距離應用到人工勢場法中，作為斥力值的計算 參數(shù)。本方法不考慮障礙物的運動狀態(tài)，將其視為靜態(tài)物體，從而簡化機器人避障的分析， 機器人能夠根據(jù)最短距離檢測所得的距離值判斷是否遇到了存在碰撞危險的障礙物，并及 時有效地選擇合適的避障方式，使移動機器人在順利平穩(wěn)地躲避碰撞的前提下能實現(xiàn)快速 的規(guī)劃路徑。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的一種基于人工勢場法的機器人避碰路徑規(guī)劃方法，目的在于提供一種針 對復雜形狀移動機器人在未知環(huán)境下的避碰路徑規(guī)劃，使得機器人能夠根據(jù)最短距離檢測 所得的距離值判斷是否遇到了存在碰撞危險的障礙物，并及時有效地選擇合適的避障方 式，使移動機器人在順利平穩(wěn)地躲避碰撞的前提下能實現(xiàn)快速的規(guī)劃路徑。
[0005] 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的： 1、檢測目標點，包括以下步驟： 1. 1、仿真程序開始會檢測地圖上有無目標點，如果沒有目標點，則程序不會往下走，而 是會循環(huán)地檢測直到檢測到目標點為止； 1. 2、一旦檢測到有目標點，則進入下一步。
[0006]、規(guī)劃路徑，包括以下步驟： 2. 1、計算機器人初始位置與目標點的距離，然后判斷其距離是否大于5.0(這個距離是 機器人跟蹤目標點的誤差距離，可以根據(jù)具體參數(shù)適當改變）； 2. 2、如果距離是在5.0這個范圍內(nèi)，則可以認為機器人已經(jīng)到達目標點，不用再去尋 址；若距離超過了這個范圍，說明機器人并未到達目標點，此時則需要尋址路徑規(guī)劃，程序 繼續(xù)執(zhí)行到下一步。
[0007]、控制避障，包括以下步驟： 3. 1引進目標牽引力使機器人動起來，并檢測周圍600距離范圍內(nèi)是否存在障礙物； 3. 2如果沒有障礙物，則繼續(xù)前進直到到達目標點；如果有則對各障礙物進行最短距 離檢測，求出各障礙物與機器人之間的距離，并將此距離返回值帶入到基于人工勢場的算 法中從而控制機器人繞過障礙物前行直到最終到達目標點。
[0008] 本發(fā)明還可以包括： 1、在仿真過程中每一時刻機器人前進的位置坐標：

【權利要求】
1. 一種基于人工勢場法的機器人避碰路徑規(guī)劃方法，其特征在于：包括以下步驟： 1、 檢測目標點； 2、 規(guī)劃路徑； 3、 控制避障。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于人工勢場法的機器人避碰路徑規(guī)劃方法，其特征在 于，所述步驟1包括以下步驟： 1. 1、仿真程序開始會檢測地圖上有無目標點，如果沒有目標點，則程序不會往下走，而 是會循環(huán)地檢測直到檢測到目標點為止； 1. 2、一旦檢測到有目標點，則進入下一步。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于人工勢場法的機器人避碰路徑規(guī)劃方法，其特征在 于，所述步驟2包括以下步驟： 2. 1、計算機器人初始位置與目標點的距離，然后判斷其距離是否大于5.0 ; 2. 2、如果距離是在5.0這個范圍內(nèi)，則可以認為機器人已經(jīng)到達目標點，不用再去尋 址；若距離超過了這個范圍，說明機器人并未到達目標點，此時則需要尋址路徑規(guī)劃，程序 繼續(xù)執(zhí)行到下一步。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于人工勢場法的機器人避碰路徑規(guī)劃方法，其特征在 于，所述步驟3包括以下步驟： 3. 1、引進目標牽引力使機器人動起來，并檢測周圍600距離范圍內(nèi)是否存在障礙物； 3. 2、如果沒有障礙物，則繼續(xù)前進直到到達目標點；如果有則對各障礙物進行最短距 離檢測，求出各障礙物與機器人之間的距離，并將此距離返回值帶入到基于人工勢場的算 法中從而控制機器人繞過障礙物前行直到最終到達目標點。
【文檔編號】G05D1/02GK104317291SQ201410467887
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月16日 優(yōu)先權日:2014年9月16日
【發(fā)明者】費浚純 申請人:哈爾濱恒譽名翔科技有限公司