[发明专利]一种基于梯型障碍物的智能小车路径规划方法

说明书

本发明涉及一种基于梯型障碍物的智能小车路径规划方法，利用视觉SLAM技术，对智能小车周围环境进行点云建模；利用已有点云地图信息，构建三维栅格地图，并对地图障碍物进行识别，标识梯型障碍物，并记录梯型障碍物的起点与坡度大小；调用改进RRT算法，在扩展节点时，先对节点进行判定，若新节点处于梯型障碍物区域内，则按照梯型障碍物的坡度与起点位置设定新节点，使其作为路径点；若新节点不处于梯型障碍物内，则对新节点进行无碰检测。若其是安全的，则将其加入路径扩展树中；将改进RRT算法规划的路径，发送至智能小车的执行机构，使其安全到达目标点。

技术领域

本发明属于自主移动小车的避障领域，涉及一种基于梯型障碍物的智能小车路径规划方法，具体涉及一种针对梯型障碍物的智能小车路径规划方法

背景技术

近年来，随着无人系统技术的快速发展，具有自主移动能力的智能小车进入人们的视野。在无人进行外部的干预下，未知环境中智能小车的自主移动能力成为检测智能小车自主性的一个重要指标。智能小车在未知环境中，在无人干预的情况下进行自主移动的关键技术是路径规划技术，路径规划技术即根据智能小车的自身位置以及对其周围环境进行地图建模，实时规划一条可供智能小车的执行的路径，使其在到达目标点的过程中，避开障碍物。而目前智能小车的运行环境只限制与二维场景中，移动过程中应对障碍物的方法是绕开障碍物，造成智能小车的移动路径增加，增加能量的损耗。

在日常生活中，梯型障碍物随处可见，如阶梯上的斜坡以及有一定坡度的物体等，如附图所示。这样的障碍物给智能小车的移动增加了多样性，智能小车都具有不同程度的爬坡能力，因此在遇到类似梯型的障碍物时，可以令智能小车沿着梯型障碍物坡度表面进行移动，减少移动总路径长度。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种基于梯型障碍物的智能小车路径规划方法，解决智能小车遇到可跨越的梯型障碍物时，仍选择绕过障碍物的方式进行避障的问题。

首先根据传感器的量测信息，调用SLAM技术得到智能小车周围环境的信息以及自身的位置信息，将智能小车的周围环境进行三维点云建模，并根据智能小车爬坡能力对障碍物的坡度设定一个阈值，之后将智能小车周围的障碍物进行聚合识别，将属于梯型的障碍物进行标示，改进RRT算法中节点裁剪步骤，使其能够针对梯型障碍物进行爬坡处理，调用改进RRT算法规划智能小车的避障轨迹，将其发送到智能小车的执行机构，使其安全到达目标点。

本发明不仅可以满足智能小车的避障需求，并且在遇到可跨越的梯型障碍物时，也可以智能的选择一条更短的轨迹，使得智能小车的能耗降低，可运行距离增长。

技术方案

一种基于梯型障碍物的智能小车路径规划方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：采用视觉SLAM技术，对智能小车周围环境进行点云建模；

步骤2：根据自主移动机器人的尺寸调整地图分辨率resolution，并对上步得到的周围环境点云地图进行栅格化处理：

X_num＝x/resolution

Y_num＝y/resolution

Z_num＝z/resolution

其中X_num、Y_num、Z_num表示栅格地图的索引值，resolution表示栅格地图分辨率，x,y,z表示点的坐标值；

将障碍物点所处的的栅格状态设置为占据：cell_(x,y,z).status＝occupied；

对点地图进行栅格化后，对栅格地图进行筛选标识，标识出梯型障碍物的起点与坡度大小，步骤如下：