本申請涉及移動機器人，尤其涉及一種用于移動機器人導(dǎo)航的技術(shù)。

背景技術(shù)：

1、在諸如送餐、巡邏、監(jiān)控和工業(yè)生產(chǎn)等多樣化的場景中，移動機器人的應(yīng)用十分廣泛。針對各類復(fù)雜場景環(huán)境，有時必要讓移動機器人在特定區(qū)域內(nèi)按照預(yù)定的軌跡進行導(dǎo)航、移動。然而，除了移動機器人行駛的安全性和可控性，移動機器人的移動效率同樣也很重要。這些對移動機器人的智能導(dǎo)航提出了更高的要求。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，移動機器人主要采用以下幾種方式完成智能導(dǎo)航：

3、方式一，在應(yīng)用場景環(huán)境中預(yù)先鋪設(shè)物理軌道，作為移動機器人的導(dǎo)航路徑，移動機器人沿著該導(dǎo)航路徑進行導(dǎo)航、移動。該方案使用軌道技術(shù)并配備輔助傳感器來實現(xiàn)避障功能，完成智能導(dǎo)航，雖然有效，但安裝物理軌道的過程既復(fù)雜且成本高昂。

4、方式二，采用軟件設(shè)置虛擬軌道。該方案相比較方式一，雖然省去了鋪設(shè)物理軌道的復(fù)雜環(huán)節(jié)，但卻面臨著一項關(guān)鍵問題，需要在使用場景中完整地部署虛擬軌道。該方案的部署工作量較大，移動機器人在導(dǎo)航移動過程中，遇到障礙物時只能原地等待，無法靈活地避開障礙物進行自由導(dǎo)航，使得移動效率較低。

5、方式三，基于激光slam技術(shù)以及路徑規(guī)劃技術(shù)來完成導(dǎo)航任務(wù)。這種方案可以靈活地進行自由導(dǎo)航避障，但由于靈敏度太高，在某些特定區(qū)域可能會帶來一些問題，例如無法確保軌跡的安全性和可控性。

6、因此，如何在保證移動機器人行駛的安全性和可控性的同時，還能保證移動機器人的移動效率，是一個需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請的目的是提供一種用于移動機器人導(dǎo)航的方法、裝置及移動機器人，用以至少部分解決現(xiàn)有技術(shù)中無法兼顧移動機器人行駛的安全性、可控性和移動效率的技術(shù)問題。

2、根據(jù)本申請的一個方面，提供了一種用于移動機器人導(dǎo)航的方法，其中，所述方法包括：

3、在已構(gòu)建的柵格地圖中增設(shè)稀疏柵格圖層，并在所述稀疏柵格圖層上部署虛擬軌道；

4、根據(jù)每個柵格與虛擬軌道之間的位置關(guān)系，更新每個柵格的代價值；

5、基于路徑最優(yōu)算法和每個柵格的代價值，確定移動機器人起始位置和目標(biāo)位置之間的導(dǎo)航路徑，并沿所述導(dǎo)航路徑從起始位置移動至目標(biāo)位置，以實現(xiàn)虛擬軌道優(yōu)先的移動機器人導(dǎo)航。

6、可選地，其中，所述根據(jù)每個柵格與虛擬軌道之間的位置關(guān)系，更新每個柵格的代價值包括：

7、基于虛擬軌道和預(yù)設(shè)區(qū)域確定規(guī)則，在所述柵格地圖中確定第一區(qū)域和第二區(qū)域；

8、若柵格在所述第一區(qū)域，則基于第一預(yù)設(shè)比值更新所述柵格的代價值，若柵格在所述第二區(qū)域，則基于第二預(yù)設(shè)比值更新所述柵格的代價值，其中，所述第二預(yù)設(shè)比值大于所述第一預(yù)設(shè)比值；

9、遍歷所述柵格地圖的每個柵格，按上述操作，更新每個柵格的代價值。

10、可選地，其中，所述基于虛擬軌道和預(yù)設(shè)區(qū)域確定規(guī)則，在所述柵格地圖中確定第一區(qū)域和第二區(qū)域包括：

11、根據(jù)所述預(yù)設(shè)區(qū)域確定規(guī)則，對虛擬軌道的每個線段進行首次膨脹，確定第一區(qū)域，并對所述第一區(qū)域的邊界進行再次膨脹，將新增區(qū)域確定為第二區(qū)域。

12、可選地，其中，所述基于路徑最優(yōu)算法和每個柵格的代價值，確定移動機器人起始位置和目標(biāo)位置之間的導(dǎo)航路徑包括：

13、基于移動機器人起始位置、當(dāng)前位置和兩者之間的每個柵格的代價值，將移動機器人從起始位置移動至當(dāng)前位置的移動代價累計和作為實際代價，得到若干個實際代價，并確定其對應(yīng)的花費時間，并基于移動機器人當(dāng)前位置、目標(biāo)位置和兩者之間的每個柵格的代價值，將移動機器人從當(dāng)前位置移動至目標(biāo)位置的移動代價累計和作為預(yù)估代價，得到若干個預(yù)估代價，并確定其對應(yīng)的花費時間；

14、篩選出對應(yīng)的花費時間之和滿足預(yù)設(shè)時間閾值的實際代價值與預(yù)估代價，并將兩者之和最小時所對應(yīng)的路徑確定為移動機器人起始位置和目標(biāo)位置之間的導(dǎo)航路徑。

15、可選地，其中，在計算從當(dāng)前柵格移動至相鄰柵格的移動代價時，根據(jù)當(dāng)前柵格的代價值、每個相鄰柵格的代價值和每個相鄰柵格所處區(qū)域，基于第一預(yù)設(shè)規(guī)則確定每個相鄰柵格的移動代價，使得向位于第一區(qū)域的相鄰柵格移動的移動代價小于向位于非第一區(qū)域的相鄰柵格移動的移動代價。

16、可選地，其中，若虛擬軌道設(shè)置了指定方向，當(dāng)相鄰柵格位于虛擬軌道的非指定方向，基于第二預(yù)設(shè)規(guī)則確定所述相鄰柵格的移動代價，使得包括所述相鄰柵格的路徑被放棄。

17、可選地，其中，當(dāng)在虛擬軌道上出現(xiàn)障礙物且等待超時，所述一種用于移動機器人導(dǎo)航的方法還包括：

18、基于所述路徑最優(yōu)算法，進行局部路徑規(guī)劃，以實現(xiàn)避障，并在避障完成后回到所述導(dǎo)航路徑并繼續(xù)移動，直至所述目標(biāo)位置。

19、根據(jù)本申請的另一方面，還提供了一種用于移動機器人導(dǎo)航的裝置，其中，所述裝置包括：

20、增設(shè)稀疏柵格圖層，并在所述稀疏柵格圖層上部署虛擬軌道；

21、第二模塊，用于根據(jù)每個柵格與虛擬軌道之間的位置關(guān)系，更新每個柵格的代價值；

22、第三模塊，用于基于路徑最優(yōu)算法和每個柵格的代價值，確定移動機器人起始位置和目標(biāo)位置之間的導(dǎo)航路徑，并沿所述導(dǎo)航路徑從起始位置移動至目標(biāo)位置，以實現(xiàn)虛擬軌道優(yōu)先的移動機器人導(dǎo)航。

23、可選地，所述一種用于移動機器人導(dǎo)航的裝置還包括：

24、第四模塊，用于當(dāng)在虛擬軌道上出現(xiàn)障礙物且等待超時，基于所述路徑最優(yōu)算法，進行局部路徑規(guī)劃，以實現(xiàn)避障，并在避障完成后回到所述導(dǎo)航路徑并繼續(xù)移動，直至所述目標(biāo)位置。

25、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請?zhí)峁┮环N用于移動機器人導(dǎo)航的方法、裝置及移動機器人。其方法包括：在已構(gòu)建的柵格地圖中增設(shè)稀疏柵格圖層，并在所述稀疏柵格圖層上部署虛擬軌道；根據(jù)每個柵格與虛擬軌道之間的位置關(guān)系，更新每個柵格的代價值；基于路徑最優(yōu)算法和每個柵格的代價值，確定移動機器人起始位置和目標(biāo)位置之間的導(dǎo)航路徑，并沿所述導(dǎo)航路徑從起始位置移動至目標(biāo)位置，以實現(xiàn)虛擬軌道優(yōu)先的移動機器人導(dǎo)航。通過該方法，可實現(xiàn)虛擬軌道優(yōu)先的導(dǎo)航，在保證移動機器人行駛的安全性和可控性的同時，也能保證移動機器人的移動效率。

技術(shù)特征：

1.一種用于移動機器人導(dǎo)航的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)每個柵格與虛擬軌道之間的位置關(guān)系，更新每個柵格的代價值包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于虛擬軌道和預(yù)設(shè)區(qū)域確定規(guī)則，在所述柵格地圖中確定第一區(qū)域和第二區(qū)域包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于路徑最優(yōu)算法和每個柵格的代價值，確定移動機器人起始位置和目標(biāo)位置之間的導(dǎo)航路徑包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在計算從當(dāng)前柵格移動至相鄰柵格的移動代價時，所述方法包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，若虛擬軌道設(shè)置了指定方向，當(dāng)相鄰柵格位于虛擬軌道的非指定方向，基于第二預(yù)設(shè)規(guī)則確定所述相鄰柵格的移動代價，使得包括所述相鄰柵格的路徑被放棄。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)在虛擬軌道上出現(xiàn)障礙物且等待超時，所述方法還包括：

8.一種用于移動機器人導(dǎo)航的裝置，其特征在于，所述裝置包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括：

10.一種計算機可讀介質(zhì)，其特征在于，

11.一種移動機器人，其特征在于，所述移動機器人包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)峁┝艘环N用于移動機器人導(dǎo)航的方法、裝置及移動機器人，其方法包括：在已構(gòu)建的柵格地圖中增設(shè)稀疏柵格圖層，并在所述稀疏柵格圖層上部署虛擬軌道；根據(jù)每個柵格與虛擬軌道之間的位置關(guān)系，更新每個柵格的代價值；基于路徑最優(yōu)算法和每個柵格的代價值，確定移動機器人起始位置和目標(biāo)位置之間的導(dǎo)航路徑，并沿所述導(dǎo)航路徑從起始位置移動至目標(biāo)位置，以實現(xiàn)虛擬軌道優(yōu)先的移動機器人導(dǎo)航。通過該方法，可實現(xiàn)虛擬軌道優(yōu)先的導(dǎo)航，在保證移動機器人行駛的安全性和可控性的同時，也能保證移動機器人的移動效率。

技術(shù)研發(fā)人員：谷桐,白靜,龐梁,陳士凱,黃玨坤
受保護的技術(shù)使用者：上海思嵐科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9