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专利号: 2019111357867
申请人: 齐鲁工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-11-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于可通行区域骨架提取的机器人路径规划方法,其特征在于,包括以下步骤:构建环境栅格地图,根据环境信息,将机器人初始位置、障碍物和目标位置投影到栅格地图中;

确定栅格地图中机器人的可通行区域,采用Zhang‑Suen算法对可通行区域进行骨架提取,且该骨架处于障碍物中间而不是贴近障碍物;

将路径起点与终点定位到栅格地图,设计其八邻域栅格状态,使路径起点与终点所处栅格在可通行区域细化过程中能够作为骨架点进行保留;

利用广度优先搜索算法寻找连接路径起点与终点的最短连通骨架,得到机器人可通行的最短路径;

若起点或终点所处栅格位于栅格地图的左上、右上、左下或者右下的顶点位置,将所述起点或终点所处栅格的对角栅格设为不可通行栅格,则起点或终点所处栅格作为骨架点进行保留;若起点或终点位于栅格地图的上、下、左或右的边缘位置,将所述起点或终点所处栅格的边缘相反侧格设为不可通行栅格,则起点或终点所处栅格作为骨架点进行保留。

2.如权利要求1所述的基于可通行区域骨架提取的机器人路径规划方法,其特征在于,若起点或终点位置具有完整的八邻域栅格,此时起点或终点处于可通行区域内部,将八邻域栅格中最先遍历栅格的对角线方向所处栅格置为不可通行栅格,则起点或终点所处栅格作为骨架点进行保留。

3.如权利要求1所述的基于可通行区域骨架提取的机器人路径规划方法,其特征在于,寻找路径起点与终点的可连通骨架,如果可连通骨架存在,说明起点与终点之间存在可通行路径,反之则路径规划失败。

4.如权利要求3所述的基于可通行区域骨架提取的机器人路径规划方法,其特征在于,当可连通骨架存在时,提取可连通骨架所含的节点信息,并计算所有节点间的路径长度,构建包含路径起点、终点和节点的无向图,然后采用Dijkstra算法,寻找连接路径起点与终点的最短线段组合作为最优可通行路径。

5.一种基于可通行区域骨架提取的机器人路径规划系统,其特征在于,包括:栅格地图构建模块,被配置为:构建环境栅格地图,然后根据环境信息,将机器人初始位置、障碍物和目标位置投影到栅格地图中;

骨架提取模块,被配置为:确定栅格地图中机器人的可通行区域,然后采用Zhang‑Suen算法对可通行区域进行骨架提取,且该骨架处于障碍物中间而不是贴近障碍物;

骨架优化模块,被配置为:将路径起点与终点定位到栅格地图,设计其八邻域栅格状态,使路径起点与终点所处栅格在可通行区域细化过程中能够作为骨架点进行保留;

最短路径获取模块,被配置为:利用广度优先搜索算法寻找连接路径起点与终点的最短连通骨架,得到机器人可通行的最短路径;

若起点或终点所处栅格位于栅格地图的左上、右上、左下或者右下的顶点位置,将所述起点或终点所处栅格的对角栅格设为不可通行栅格,则起点或终点所处栅格作为骨架点进行保留;若起点或终点位于栅格地图的上、下、左或右的边缘位置,将所述起点或终点所处栅格的边缘相反侧格设为不可通行栅格,则起点或终点所处栅格作为骨架点进行保留。

6.如权利要求5所述的基于可通行区域骨架提取的机器人路径规划系统,其特征在于,所述骨架优化模块对骨架进行优化,具体为:若起点或终点位置具有完整的八邻域栅格,此时起点或终点处于可通行区域内部,将八邻域栅格中最先遍历栅格的对角线方向所处栅格置为不可通行栅格,则起点或终点所处栅格作为骨架点进行保留。

7.一种计算机可读存储介质,其上存储有程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如权利要求1‑4任一项所述的基于可通行区域骨架提取的机器人路径规划方法中的步骤。

8.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1‑4任一项所述的基于可通行区域骨架提取的机器人路径规划方法中的步骤。