[发明专利]多凸包障碍模型下移动机器人避障的路径规划方法

摘要

多凸包障碍模型下移动机器人避障的路径规划方法，工作场平面为XOY平面，凸包顶点信息包括坐标位置、前继点、标记距离和是否被记录，建立每个障碍物在XOY平面内凸包障碍模型；方法具体流程包括原始起点的初始化、凸包障碍模型的构建及初始化、流程终止判断、求解当前起点的可见凸包顶点、当前起点的可见凸包顶点的标记距离更新、当前起点更新；其中，求解当前起点的可见凸包顶点的具体流程包括构建障碍线段集合、该凸包顶点与当前起点可见判断、流程终止判断；当前起点的可见凸包顶点的标记距离更新的具体流程包括计算当前起点的可见凸包顶点的路径距离和、更新判断。它概念简单，实现方便，适应于移动机器人移动时多障碍物的避障的路径规划。

主权项

1.多凸包障碍模型下移动机器人避障的路径规划方法，包括原始起点、移动机器人、不规则障碍物、凸包障碍模型、当前起点、凸包顶点、终点、单点凸包障碍模型、凸包顶点信息、前继点、标记距离、被记录、障碍线段集合、求解当前起点的可见凸包顶点、当前起点的可见凸包顶点的标记距离更新，移动机器人工作场平面设置为XOY平面，其特征在于，原始起点是指移动机器人工作场的最初起始的位置；移动机器人工作场所有多个障碍物，且为不规则障碍物，基于凸包原理建立每个不规则障碍物在XOY平面内凸包障碍模型，每个凸包障碍模型是个凸多边形，每个凸多边形的顶点称为凸包顶点；终点是指移动机器人工作场的最终到达的位置，终点设置为XOY平面内的单点凸包障碍模型，终点属于凸包顶点；凸包顶点信息是指凸包顶点的储存信息，储存信息设置为五维数组，五维数组包括X轴坐标位置、Y轴坐标位置、前继点、标记距离和是否被记录五项，前继点是到达该凸包顶点的前一个点，标记距离是指从原始起点至该凸包顶点的路径距离之和，被记录是指该凸包点被设置为过当前起点；障碍线段集合是指凸包障碍模型边界线段和同一凸包障碍模型间隔一个凸包顶点的两个凸包顶点之间线段；多凸包障碍模型下移动机器人避障的路径规划方法，具体流程步骤如下：步骤1，原始起点的初始化，原始起点的标记距离设置为0，原始起点设置为当前起点；步骤2，凸包障碍模型的构建，障碍物包括规则和不规则障碍物，规则障碍物直接在移动机器人工作场的XOY平面形成凸包障碍模型，不规则障碍物依据凸包算法在移动机器人工作场平面的XOY平面构建凸包障碍模型，每个凸包障碍模型是个凸多边形，每个凸多边形的顶点称为凸包顶点；终点构建为移动机器人工作场的XOY平面内单点的凸包障碍模型，终点属于凸包顶点；步骤3，凸包障碍模型的初始化，凸包点信息五维数组中的X轴坐标位置和Y轴坐标位置是凸包点在移动机器人工作场平面的XOY平面的具体的位置坐标，前继点设置空，标记距离设置无穷大，未被记录；步骤4，多凸包障碍模型下移动机器人避障的路径规划方法的流程终止判断，判断条件为终点是否已被记录，如果终点已被记录，终点设置为过当前起点，输出终点信息中标记距离，该标记距离是移动机器人工作场从原始起点到终点的最短距离；输出最短距离对应路径，采用逆向方法，终点逆向至终点的前继点，前继点逆向至前继点的前继点，一直逆向至原始起点，该逆向路径的反方向路径就是最短距离对应路径；如果终点未被记录，流程继续往下执行；步骤5，求解当前起点的可见凸包顶点，获得凸包障碍模型的凸包顶点相对当前起点可见的所有凸包顶点；步骤6，当前起点的可见凸包顶点的标记距离更新，遍历相对当前起点可见的所有凸包顶点；步骤7，当前起点更新，未记录的凸包顶点中标记距离最小设置为当前起点，返回步骤4。