[发明专利]一种基于激光雷达的路径搜索方法

权利要求书

1.一种基于激光雷达的路径搜索方法，其特征在于：设定：起点和终点的连线为中心线，中心线的方向从起点指向终点；

步骤一：在中心线的方向上，激光雷达发出激光，搜索中心线的方向是否有障碍物；

步骤二：判定中心线的方向上是否存在障碍物：

a.将没有接收到反射光线的区域视为无障碍物，或者将接收到反射光线的距离比到目标位置距离长的视为无障碍物；进入步骤三；

b.将激光雷达可以接收到反射光线的区域视为有障碍物，或者将接收到反射光线的距离比到目标位置距离短的视为有障碍物；进入步骤四；

步骤三：无障碍物时，机器人沿着中心线到达终点，操作完成；

步骤四：有障碍物时，激光雷达在起点位置，沿着中心线方向选取一级搜索点中的一个搜索点作为一级预选点，激光雷达机器人沿着激光路线到达一级预选点；

步骤五：在一级预选点的位置，激光雷达机器人沿着中心线的方向选取二级预选点，激光雷达机器人沿着激光路线到达二级预选点；

步骤六：到达二级预选点后，在二级预选点的位置选取下一级预选点，以此类推，每次选取与中心线距离较近的搜索点作为下一级预选点，直到找到目标点；

步骤七：每一级预选点的连线形成一条最优路径，同时机器人也沿着这条最优路径到达终点，操作完成。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的路径搜索方法，其特征在于：步骤四所述的选取一级搜索点中的一个搜索点作为一级预选点的具体操作方式为：激光雷达沿中心线方向扫描到障碍物后，激光雷达逆时针旋转扫描障碍物，发现反射光线距离突变程度大于障碍物在中心线方向尺度的位置为障碍物边缘的搜索点，找到障碍物最左和最右侧的两个搜索点；将与起点距离最近的障碍物两个搜索点视为一级搜索点。

3.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的路径搜索方法，其特征在于：步骤四所述的选取一级搜索点中的一个搜索点作为一级预选点的具体操作方式为：将扫描到障碍物和没有障碍物的临界点，或障碍物在中心线两侧的激光雷达反射光线距离突变的点确定为障碍物的左右两端，将障碍物左右两端的端点视为一级搜索点，选取与中心线距离较近的一级搜索点作为一级预选点；或者，当两个一级搜索点到中心线距离相等时，则任意选取一个一级搜索点作为一级预选点。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种基于激光雷达的路径搜索方法，其特征在于：根据所述激光雷达在起始点扫描到的距离信息和角度信息，选取与中心线距离较近的一级搜索点作为一级预选点，一级预选点的确定方式为：

一级搜索点M与起点A的距离L_AM到中心线的距离：

L_M＝L_AM·sinθ_M；

一级搜索点N与起点A的距离L_AN到中心线的距离：

L_N＝L_AN·sinθ_N；

选取与中心线较近的搜索点作为一级预选点：

L₁＝min(L_M,L_N)；

其中，L_AM为激光雷达测得搜索点M到起点A的距离；

L_AN为激光雷达测得搜索点N到起点A的距离；

θ_M为搜索点M与起点的连线AM与中心线方向的夹角；

θ_N为搜索点N与起点的连线AN与中心线方向的夹角；

选择距离中心线更近的一级搜索点为一级预选点，也就是机器人经过一级预选点到达目标点时路径更短。

5.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的路径搜索方法，其特征在于：步骤五所述的选取二级预选点的具体操作方式为：在一级预选点的位置搜索二级搜索点，激光雷达沿着中心线方向搜索到下一个障碍物，将下一个障碍物左右两端的端点视为二级搜索点，测得一级预选点到两个二级搜索点的距离，再计算出两个二级搜索点到中心线的距离，选取与中心线距离较近的搜索点作为二级预选点；或者，当两个二级搜索点到中心线距离相等时，则选取与机器人当前位置在中心线同侧的搜索点为下一级预选点。