[发明专利]一种基于虚拟路网的服务机器人导航方法及系统

权利要求书

1.一种基于虚拟路网的服务机器人导航方法，其特征在于，所述方法包括：

创建机器人工作环境的自由空间地图和虚拟路网模型；

根据机器人的在线任务，在所述虚拟路网模型中规划虚拟道路序列；

根据所述虚拟道路序列，确定机器人在所述自由空间地图中移动的参考轨迹；

引导机器人按照所述参考轨迹移动。

2.根据权利要求1所述的服务机器人导航方法，其特征在于，所述创建机器人工作环境的虚拟路网模型，具体包括：

在所述自由空间地图中，根据机器人的导航任务设计虚拟路网模型；

将工作环境中的规则信息和动态信息添加到设计好的虚拟路网模型中。

3.根据权利要求2所述的服务机器人导航方法，其特征在于，所述规则信息包括交通管控规则；所述动态信息包括工作环境的动态变化。

4.根据权利要求1所述的服务机器人导航方法，其特征在于，所述在所述虚拟路网模型中规划虚拟道路序列，具体包括：

在所述虚拟路网模型中选择起点和终点；

计算从起点到终点的虚拟道路序列。

5.根据权利要求4所述的服务机器人导航方法，其特征在于，所述计算从起点到终点的虚拟道路序列，具体包括：

根据虚拟道路连接情况，计算出从起点到终点最优的虚拟道路序列。

6.根据权利要求5所述的服务机器人导航方法，其特征在于，所述根据虚拟道路连接情况，计算出从起点到终点最优的虚拟道路序列，具体包括：根据虚拟道路连接情况，以换道次数最少为选择依据，计算出最优的虚拟道路序列。

7.根据权利要求1所述的服务机器人导航方法，其特征在于，所述根据所述虚拟道路序列，确定机器人在所述自由空间地图中移动的参考轨迹，具体包括：

计算所述虚拟道路序列中每条虚拟道路的中心线；

将多条所述中心线连接起来，形成参考轨迹。

8.根据权利要求7所述的服务机器人导航方法，其特征在于，所述中心线的计算公式为：

其中，p_i为所述虚拟道路序列中几何基准线上的第i个点，v_i为垂直于向量p_ip_i+1的单位向量，为第j条虚拟道路在处的宽度，i≧0，j≧1。

9.一种基于虚拟路网的服务机器人导航系统，其特征在于，所述系统包括：模型建立模块，道路规划模块，轨迹计算模块，引导模块；

所述模型建立模块，用于创建机器人工作环境的自由空间地图和虚拟路网模型；

所述道路规划模块，用于根据机器人的在线任务，在所述虚拟路网模型中规划虚拟道路序列；

所述轨迹计算模块，用于根据所述虚拟道路序列，确定机器人在所述自由空间地图中移动的参考轨迹；

所述引导模块，用于引导机器人按照所述参考轨迹移动。

10.根据权利要求9所述的服务机器人导航系统，其特征在于，所述模型建立模块，具体用于：

在所述自由空间地图中，根据机器人的导航任务设计虚拟路网模型；

将工作环境中的规则信息和动态信息添加到设计好的虚拟路网模型中。