利索能及
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专利号: 2022111247939
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于跟踪移动目标的路径规划方法,其特征在于:包括以下步骤:

S1、根据环境定义初始时刻采样的步长I0以及最大迭代次数n,以起始点Sstart和当前目标点Sgoal,同时初始化两棵随机树,使起始点和目标点分别为头尾两棵树的根节点;

S2、使用RRT*‑Connect算法规划出一条渐进最优的全局路径,在规划和前进期间不断判断目标位置是否变化;

S3、在机器人到达目标之前,如果初始目标的位置发生了移动,那么将停止现在的路径规划和运动;

S4、机器人在运行期间,实时观测目标移动的方向和位置,通过观测当前目标的位置,选定临时目标点和局部采样步长,以及路径规划最大迭代次数n/2;

S5、使用RRT*‑Connect算法开始规划从机器人当前位置到临时目标的局部路径,然后机器人跟随当前规划的路径开始移动;

S6、到达临时目标之前保持前进,实时观测目标移动的方向和位置,同时确定当前时刻目标移动的方向和位置,选定下一个的临时目标点和局部采样步长,以及路径规划的最大迭代次数n/2;

S7、使用RRT*‑Connect算法开始规划从当前临时目标到下一个临时目标的局部路径,到达当前的临时目标后,继续朝着下一个临时目标前进;

S8、重复S6‑S7的步骤,直到与移动目标距离小于1米的时候,视为机器人追上了移动目标,根据目标的移动情况决定机器人的下一步移动情况。

2.根据权利要求1所述的一种用于跟踪移动目标的路径规划方法,其特征在于:S4、S5、S6、S7中提到的临时目标的计算过程为:(1)根据机器人所在的位置和目标所在的位置先选定一个临时目标的

其中,S′goal(i)为第i次初步选择的临时目标点;点(x1(i),y1(i))在i=1时,表示第1次选择临时目标时的机器人所在位置的坐标,在i>1时,表示第i‑1次选择的临时目标;点(x2(i),y2(i))为第i次选择临时目标时,当前目标所在位置的坐标;di在i=1时,表示第1次选择临时目标时机器人所在位置与当前目标的欧拉距离,在i>1时,表示第i‑1次选择的临时目标与当前目标欧拉距离:(2)判断临时目标所在的位置,是否在障碍物的内部或者距离障碍物很近的地方,如果不在这些地方,则上一步计算的临时目标值不变;如果在这些地方,那么上一步计算的临时目标将朝目标移动的方向移动α次,直到脱离障碍物为止;

其中,Sgoal(i)为第i次最终选择的临时目标点;(x′(i),y′(i))为步骤S4.1中第i次初步选择的临时目标;l=(xl(i),yl(i))为当前目标移动方向的单位向量;α为临时目标脱离障碍物内部或者距离障碍物很近的地方,移动次数的最小正整数;Qobs为有障碍物或者距离障碍物很近的区域。

3.根据权利要求1所述的一种用于跟踪移动目标的路径规划方法,其特征在于:S4、S6中提到的局部采样步长的计算过程为:其中,Istep(i)为第i次选择临时目标点后的采样步长;|Sstart‑Sgoal|表示初始时刻起点与终点之间的欧拉距离;I0为初始时刻的采样步长;点(x1(i),y1(i))在i=1时,表示第1次选择临时目标时的机器人所在位置的坐标,在i>1时,表示第i‑1次选择的临时目标;点(x2(i),y2(i))为第i次选择的临时目标坐标。