基于视觉的混凝土振捣机器人路径规划方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115032978A(43)申请公布日2022.09.09(21)申请号202210271688.1(22)申请日2022.03.18(71)申请人南京理工大学地址210094江苏省南京市玄武区孝陵卫街200号(72)发明人郭健高豪杰秦杰(74)专利代理机构南京德铭知识产权代理事务所(普通合伙)32362专利代理师奚鎏(51)Int.Cl.G05D1/02(2020.01)权利要求书1页说明书6页附图3页(54)发明名称基于视觉的混凝土振捣机器人路径规划方法(57)摘要本发明提供了一种基于视觉的混凝土振捣机器人路径规划方法，包括：采集振捣区域图像，根据该图像获取振捣区域的振捣点位置；振捣机器人初始所在位置和振捣点所在位置即为起始点也为目标点，以随机树生长的方式对向交替生长规划振捣机器人路径；随机树生长方向包括：A、随机树一随机节点周围最近节点指向终点方向，B、随机树一随机节点周围最近节点指向该随机节点方向；在随机树的一次生长过程中，当沿生长方向A生成的最新节点与最近节点间存在障碍物时，随机树按照生长方向B生长；随机树最近节点指向的终点为另一随机树最新生成的节点。CN115032978ACN115032978A权利要求书1/1页1.一种基于视觉的混凝土振捣机器人路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：采集振捣区域图像，根据该图像获取振捣区域的振捣点位置；振捣机器人初始所在位置和振捣点所在位置即为起始点也为目标点，以随机树生长的方式对向交替生长规划振捣机器人路径；其中随机树生长方向包括：A、随机树一随机节点周围最近节点指向终点方向，和B、随机树一随机节点周围最近节点指向该随机节点方向；且在随机树的一次生长过程中，当沿生长方向A生成的最新节点与最近节点间存在障碍物时，随机树按照生长方向B生长；其中一随机树最近节点指向的终点为另一随机树最新生成的节点。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，随机树的每一次生长过程包括：步骤201，随机树生成以随机节点；步骤202，距离该随机节点最近的最近节点沿生长方向A生长一定步长生成新节点；步骤203，若新节点和最近节点之间不存在障碍物，则该次随机树生长结束，该新节点为此次随机树生成的节点；若新节点和最近节点之间存在障碍物，缩小步长转步骤202重新在生长方向A上生成新节点；若在生长方向A连续两次生成的新节点与最近节点之间存在障碍物，转步骤204；步骤204，以最近节点为起点沿生长方向B生长一定步长生成新节点；步骤205，若新节点和最近节点之间不存在障碍物，则该次随机树生长结束；若新节点和最近节点之间存在障碍物，缩小步长转步骤204重新在生长方向B上生成新节点；若在生长方向B连续两次生成的新节点与最近节点之间存在障碍物，转步骤201，重新生成随机节点。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤204中的步长为步骤203中缩小的步长。4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：对于随机树生成的新节点和新节点对应的规划路径，获取该新节点一定范围内所有的相邻节点；每一相邻节点分别作为新节点的父节点建立新规划路径；计算每一新规划路径上相邻节点间的路径代价之和；计算规划路径上相邻节点间的路径代价之和；比较所有路径的代价之和的大小，选择最小的路径代价之和对应的路径作为优化后的路径。2CN115032978A说明书1/6页基于视觉的混凝土振捣机器人路径规划方法技术领域[0001]本发明涉及一种机器人路径规划技术，特别是一种基于视觉的混凝土振捣机器人路径规划方法。背景技术[0002]常见机器人路径规划方法为RRT算法，但是基本的RRT算法又存在着耗时长、规划出的路径不是最优解的缺陷。因此，RRT算法衍生了许多改进的版本，例如RRT‑Connect和RRT*。RRT‑Connect改进了RRT算法中从一个点出发进行路径搜索的缺陷，实现了从起点和目标点同时开始搜索的效果。RRT*算法改善了RRT算法中接待父节点选取策略，优化了路径选择。但是，现有的方法依然存在如下问题：(1)上述算法在生成新节点的时候是进行随机采样的，缺乏目的性，做了很多无效的搜索；(2)随机树生长的步长固定，可能造成在障碍物少的区域搜索时间慢，在障碍物密集的区域生长方向无法确定。发明内容[0003]本发明的目的在于提供一种基于视觉的混凝土振捣机器人路径规划方法，包括以下步骤：[0004]采集振捣区域图像，根据该图像获取振捣区域的振捣点位置；[0005]振捣机器人初始所在位置和振捣点所在位置即为起始点也为目标点，以随机树生长的方式对向交替生长规划振捣机器人路径；其中[0006]随机树生长方向包括：[0007]A、随机树一随机节点周围最近节点指向终点方向，和[000