[发明专利]基于A*提取引导点的AGV路径跟踪与避障协调方法

摘要

基于A*提取引导点的AGV路径跟踪与避障协调方法，涉及移动机器人导航。提供可实现路径跟踪与障碍避让协调统一的基于A*提取引导点的AGV路径跟踪与避障协调方法。规划安全全局路径，根据环境信息建立初始栅格地图，在初始栅格地图上，通过风险评估函数R(n)对障碍物周围节点的风险等级进行评估，获得新的带有风险区域的安全栅格地图；对规划得到的全局路径上提取关键路径点；路径跟踪与障碍避让的协调，采用基于激光传感器的动态窗口进行避障，并以关键路径点为引导点并实时更新引导点，进行路径跟踪与障碍避让的协调统一。

主权项

1.基于A^*提取引导点的AGV路径跟踪与避障协调方法，其特征在于其包括以下步骤：1)规划安全全局路径，根据环境信息建立初始栅格地图，在初始栅格地图上，通过风险评估函数R(n)对障碍物周围节点的风险等级进行评估，获得新的带有风险区域的安全栅格地图；2)对规划得到的全局路径上提取关键路径点，具体步骤为：(1)将终点坐标设为第一个关键点，存放于数组中，并且将这个点记为x0；(2)第二个节点设为x1，第三个节点设为x2；(3)判断x2是否是起点s，若是s则结束程序；(4)判断x0，x1和x2是否共线，如果共线则x1和x2沿路径向前移动一格；(5)当x0，x1和x2三点不共线时：①判断由x0到x2连线上是否存在空白格节点，若存在，则x1是关键点，将x1计入关键路径点的数组中，且令x0＝x1，当前的x1和x2依次沿路径向前移动一格，跳到(3)继续执行；②若x0到x2间都是空白节点，x0不动，x1和x2沿路径依次向前移动一格，返回(3)进行判断；(6)找到所有的关键点后，把终点放到关键路径点数组的尾部，则该数组就是完整的最优路径的所有关键路径点；3)路径跟踪与障碍避让的协调，采用基于激光传感器的动态窗口进行避障，并以关键路径点为引导点并实时更新引导点，进行路径跟踪与障碍避让的协调统一，具体步骤为：(1)AGV机器人从起点出发时，以起点后的第一个关键路径为引导点；(2)使用激光传感器探知周围障碍物信息，若引导点在可通行域内，则直接把引导点作为当前目标点；否则在当前窗口内进行局部路径规划：综合考虑安全性和平稳性，用启发式方法寻找即时子目标；(3)随着运动和窗口的推进，根据局部信息对规划窗口大小进行动态调整，使得局部避障方法有着良好的环境适应性；(4)根据传感器信息和AGV当前位姿，将当前引导点切换到后续的关键路径点上，直到引导点变为终点；所述引导点切换的具体方法为：将提取得到的关键路径点顺序存放在数组中，为集合{p₁,p₂...,p_n}，p_n为终点g；关键点两两相连组成路径段{d_1,2,d_2,3,...,d_n‑1,n}；AGV机器人从起点出发时，引导点为离起点后的第一个关键路径点p₁；AGV机器人移动过程中，从终点向前依次遍历当前引导点p_i之后的所有路径段d_n,n‑1,d_n‑1,n‑2,...,d_i,i+1上各路径点，并计算其相对于机器人的角度β与距离S，通过传感器得到的障碍点数据计算在机器人β方向上的可通行距离S_pass；若在路径上找到一点p在AGV的可通行区域内，即其对应S_pass的大于S，因点p在路径段d_j,j+1上，则把当前引导点p_i切换为p_j+1；若没有在路径上找到这样一点，则当前引导点p_i不变；同时，设定一个合适的距离r，判断AGV机器人与当前引导点p_i的距离l小于r时，引导点变成p_i+1；重复这样的步骤，直到引导点为p_n。