一种基于人工势场法的AGV动态避障方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113741423A(43)申请公布日2021.12.03(21)申请号202110889035.5(22)申请日2021.08.03(71)申请人上海电机学院地址200240上海市闵行区江川路690号(72)发明人杨宇晨刘军杨森(74)专利代理机构上海科盛知识产权代理有限公司31225代理人彭瑶(51)Int.Cl.G05D1/02(2020.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种基于人工势场法的AGV动态避障方法(57)摘要本发明涉及一种基于人工势场法的AGV动态避障方法，包括步骤：1)根据已知仓库的静态障碍物构建栅格地图，并进行直角坐标标记，设置起始点和目标点；2)进行全局的路径规划，建立势场，将障碍物设置为斥力，将目标点设置为吸引力，将AGV视为势场的一个点，进行力的矢量相加，计算合力的方向；3)当判断AGV遇到未知动态障碍物陷入抖动时，利用RRT*算法进行局部的路径规划，并寻找新的节点使AGV跳出局部抖动；4)确认AGV跳出因未知动态障碍物造成的局部抖动后，继续进行全局的路径规划。与现有技术相比，本发明具有减小AGV逃离局部震荡的转弯路径和时间等优点。CN113741423ACN113741423A权利要求书1/1页1.一种基于人工势场法的AGV动态避障方法，其特征在于，包括下列步骤：1)根据已知仓库的静态障碍物构建栅格地图，并进行直角坐标标记，设置起始点和目标点；2)进行全局的路径规划，建立势场，将障碍物设置为斥力，将目标点设置为吸引力，将AGV视为势场的一个点，进行力的矢量相加，计算合力的方向；3)当判断AGV遇到未知动态障碍物陷入抖动时，利用RRT*算法进行局部的路径规划，并寻找新的节点使AGV跳出局部抖动；4)确认AGV跳出因未知动态障碍物造成的局部抖动后，继续进行全局的路径规划。2.根据权利要求1所述的基于人工势场法的AGV动态避障方法，其特征在于，利用栅格法根据已知仓库的静态障碍物构建栅格地图。3.根据权利要求1所述的基于人工势场法的AGV动态避障方法，其特征在于，步骤2)中，利用人工势场法进行全局的路径规划，人工建立势场。4.根据权利要求1所述的基于人工势场法的AGV动态避障方法，其特征在于，步骤3)的具体内容为：31)当AGV遇到未知动态障碍物陷入抖动时，利用RRT*算法进行局部的路径规划，以预测的t1时刻的AGV陷入震荡的坐标为生长树的根节点，在栅格地图中的非障碍区随机位置生成一个随机点Xnew，以该随机点为目标，遍历生长树上的现存节点，计算每个节点到该随机点的距离，筛选出距离最小的节点作为最近点，以最近点和随机点的连线为生长方向；32)从最近点向目标点生长，令生长的长度为步长，从起点沿着生长方向生长一个步长得到一个生长点，将新生成的与障碍物没有碰撞的生长点添加到树上；33)再次生成随机点，寻找最近点，重复上述步骤，直到到达目标点；同时在随机点Xnew附近定义范围半径r0，以便寻找其他随机点，作为替换Xnew父节点的备选，依次计算这些备选节点到根节点的路径代价加上Xnew到这些备选节点的路径代价并进行比较，将Xnew连接到路径代价最小的一个备选节点，从而完成父节点的更新，同时计算AGV在这每个生长节点上的合力场方向。5.根据权利要求4所述的基于人工势场法的AGV动态避障方法，其特征在于，步骤3)中，采用Reeds‑shepp曲线对两个节点之间进行路径规划。6.根据权利要求5所述的基于人工势场法的AGV动态避障方法，其特征在于，采用Reeds‑shepp曲线对两个节点之间进行路径规划的具体内容为：首先选取AGV陷入局部抖动的点为局部规划的起点，利用RRT*算法寻找到的关键节点为目标点，逐一遍历这些节点，通过对AGV进行运动学建模，获取Reeds‑Shepp曲线，通过Reeds‑Shepp曲线规划关键节点间的路径；当AGV前方有障碍物时且关键节点在左边时，控制AGV采取先向右前方偏转一定角度行驶再后退的方式，按Reeds‑Shepp曲线图示的轨迹行驶，直至行驶到关键节点且运动方向与规划路径一致。2CN113741423A说明书1/5页一种基于人工势场法的AGV动态避障方法技术领域[0001]本发明涉及机器人路径规划动态避障技术领域，尤其是涉及一种基于人工势场法的AGV动态避障方法。背景技术[0002]随着工业4.0时代的到来，工厂的自动化程度越来越高，对各种机器人的需求越来越旺盛，智能AGV机器人的作用也越来越明显，与传统的传送带相比，AGV机器人输送路线具有路径灵活、较好的移动性、柔性等优点，大大节约了人力成本，提高了生产效率。对于已知静态的障碍物，现有的技术有Dijkstra算法、A*算法的路径规划、R