[发明专利]一种基于动态障碍物的室内移动机器人局部路径规划方法

说明书

本发明提供了一种基于动态障碍物运动信息的室内移动机器人局部路径规划方法，其特征在于：在结合AMCL算法基础上通过单线激光雷达获取所有障碍物点云的位置信息，再对所有激光点云进行分割与直线拟合并去除地图中已知的障碍，并用合适大小的圆圈标记新出现的可能的动态障碍，再通过圆圈圆心坐标变化进行动态障碍物检测，不断获取动态障碍的圆心坐标并利用最小二乘求解其运动方程，最后扩大动态障碍物速度方向代价地图，通过结合DWA算法实现安全避开动态障碍。针对目前的局部路径规划算法在躲避动障碍物时都是将其当成瞬时的静态障碍物进行避障，缺乏主动性与安全性，利用本发明方法能够更安全的避障。

技术领域

本发明属于移动机器人局部路径规划领域，具体涉及一种基于动态障碍物运动信息的移动机器人局部路径规划方法。

背景技术

随着移动机器人产业的飞速发展，人们对其智能化水平要求越来越高，而路径规划技术是移动机器人的关键技术，特别是对于局部路径规划，它决定着机器人是否能够避开已知环境中的未知障碍物。

目前主流的局部路径规划算法有TEB算法、人工势场法、DWA算法，它们被广泛用于各类移动机器人上，且能很好的避开环境中新出现的静态障碍，但这些算法在躲避动态障碍物时，都是将其当做瞬时的静态障碍处理，缺乏主动性与安全性。

对于室内移动机器人无法通过GPS进行精确定位，只能通过机器人所带的传感器进行环境感知从而估计自身位姿，这使机器人判断动态物体十分困难，所以如何引导移动机器人在导航过程中安全避开动态障碍物成为一个热点、难点问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：

一种基于动态障碍物运动信息的室内移动机器人局部路径规划方法，其特征在于：在结合AMCL(Adaptive Monte Carlo Localization)算法基础上通过单线激光雷达获取所有障碍物点云的位置信息，再对所有激光点云进行分割与直线拟合并去除地图中已知的障碍，并用合适大小的圆圈标记新出现的可能的动态障碍，再通过圆圈圆心坐标变化进行动态障碍物检测，不断获取动态障碍的圆心坐标并利用最小二乘求解其运动方程，最后扩大动态障碍物速度方向代价地图，通过结合DWA算法(Dynamic Window Approach,动态窗口法)实现安全避开动态障碍。

所述一种基于动态障碍物运动信息的室内移动机器人局部路径规划方法，具体包括如下步骤：

步骤1、使用AMCL算法实现机器人定位，得到机器人的初始位姿(X_robot,Y_robot,σ_robot)；

步骤2、设打在障碍物上激光点云数据为(ρ_i，θ_i)(i＝1,2,...,n)，其中ρ_i代表第i条激光点的距离，θ_i代表第i条激光的角度，在得到机器人自身位姿估计后，根据激光雷达返回的信息，计算障碍物的绝对位置信息(X_obs,Y_obs)，计算公式如式(1)，其中X_robot为机器人在全局地图中的横坐标值，Y_robot为机器人纵坐标值，σ_robot为机器人的方位角，

步骤3、由于激光点距离越大，激光越稀疏，可保留所有阈值范围内的激光点形成激光点云其中m为符合要求激光点的总个数，遍历所有激光数据，求相邻激光坐标距离的平方其中表示第k与第k-1个激光点之间距离的平方；