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专利号: 2020111248716
申请人: 安徽工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2023-07-17
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于改进人工鱼群算法的移动机器人路径规划方法,其特征在于,包括如下步骤:S1、初始化人工鱼群算法相关参数,包括鱼群规模N、人工鱼移动步长step、视野visual、拥挤度因子δ以及最大迭代次数,设定滚动窗口半径r;

S2、进行全局路径规划,随机性获得初始路径;

S3、机器人沿初始路径前进,并不断检测周围环境信息,检测滚动窗口内是否有动态障碍物;若未检测到动态障碍物,得到移动机器人的路径。

S4、若检测到动态障碍物存在,则预测是否会与其发生碰撞以及碰撞的类型;

S5、若预测不会发生碰撞,则按初始路径继续前进;

S6、若预测到即将发生碰撞,则执行相应的避障策略,然后进行局部路径规划,重新规划出到达终点的路径继续前进;

S7、重复步骤S3至S6,直到机器人到达终点。

2.根据权利要求1所述的基于改进人工鱼群算法的移动机器人路径规划方法,其特征在于:所述步骤S2中,机器人会首先沿着初始路径前进,速度为VR,运动方向为Rdir,机器人可以探测到半径r为两个栅格距离的圆形区域的动态障碍物;在机器人前进的过程中不断检测周围是否存在动态障碍物,在检测到障碍物后则进行局部路径规划,执行避障策略,具体为:机器人移动一个栅格的距离所用时间为tf,行走速度为vr,滚动窗口探测距离为半径Rt=2的圆;机器人在没有遇到障碍物时按照全局路径规划的最优路径前进,路径记为Rpath;

假设动态障碍物的移动速度为vi,且vi≤vr,通过的路径记为Dpath;若机器人在ti时刻探测到了动态障碍物的踪迹,则计算出其位置记为Q(x(ti),y(ti)),简记为Q(ti),令Δt=σ/vr,τ={ti,ti+Δt,ti+2Δt,…,ti+tf,ti+2tf,…,ti+jtf}    (1)则动态障碍物的运动轨迹坐标集合为:

K={Q(ti),Q(ti+Δt),Q(ti+2Δt),…,Q(ti+tf),Q(ti+2tf),…,Q(ti+jtf)}      (2)机器人的运动坐标记为P(x(ti),y(ti)),简记为P(ti),则机器人的运动轨迹坐标为:O={P(ti),P(ti+Δt),P(ti+2Δt),…,P(ti+tf),P(ti+2tf),…,P(ti+jtf)}      (3)机器人和动态障碍物之间需要保持一定的安全距离,定义为:机器人在行进过程中应当与障碍物保持在安全距离之外,如果在某一时刻检测到机器人与障碍物之间的距离小于安全距离,则考虑机器人会与障碍物发生碰撞,反之则不会发生碰撞。

3.根据权利要求2所述的基于改进人工鱼群算法的移动机器人路径规划方法,其特征在于:所述步骤S2中,如果预测在时间tf内发生侧面碰撞,机器人执行等停策略,在安全范围内等待时间tw后,继续按照原来的路线行驶,如果执行等待时间tw后仍然预测到与该障碍物碰撞,则执行局部经规划策略;