CN106679669A - 一种移动机器人路径规划方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种移动机器人路径规划方法和系统，通过启动单元启动移动机器人，读取并加载具有坐标信息的电子地图后，再通过文件读取单元读取预先设置的轨道配置文件，和通过虚拟轨道生成单元根据轨道配置文件生成在预设距离内并行的虚拟轨道，再由路径确定单元根据移动机器人的当前位置和目标位置与所生成的虚拟轨道确定移动机器人的路径；通过人为预先设置的轨道配置文件在具有坐标信息的电子地图上生成在预设距离内并行的虚拟轨道后，再根据移动机器人的当前位置和目标位置与所生成的虚拟轨道确定移动机器人从当前位置经由虚拟轨道到达目标位置的路径，避免移动机器人紧贴墙面或者障碍物移动，并提高移动机器人的移动效率。

Description

一种移动机器人路径规划方法和系统

技术领域

本发明涉及移动机器人路径规划技术领域，尤其涉及一种机器人路径规划方法和系统。

背景技术

随着机器人技术的飞速发展，尤其是可移动机器人技术，为人们的生活提供了极大的便利，例如，利用可移动机器人进行物品的运送，安保巡视，客人带领等。这些都需要机器人利用已有的电子地图数据从起点导航至目标点，而在导航过程中，引导机器人计算和动态躲避障碍物是导航任务的关键问题。

现有路径规划方法中A星算法、Dijstra算法(迪杰斯特拉算法)等，是在以地图分辨率为单位的栅格式的电子地图上，从机器人初始点格开始，向外八个方向(上、下、左、右、左上、右上、左下、右下)上逐步扩展计算每个单位格子能够到达目标点的权值，直至目标点格。最后产生一条从起始点格逐步到目标点格的一条路径，这样的路径往往是到达目标距离相对较短的。

但采用上述算法所生成的路径往往存在线路曲折不够平滑，路径紧贴障碍物的缺点，导致机器人在沿此路径移动时会有频繁调整朝向、紧贴墙面移动的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种移动机器人路径规划方法，以解决利用现有算法生成的路径存在线路曲折不够平滑，路径紧贴障碍物，从而导致机器人在沿此路径移动时频繁调整朝向、紧贴墙面移动的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种移动机器人路径规划方法，上述方法包括：

启动移动机器人，读取并加载具有坐标信息的电子地图；

读取预先设置的轨道配置文件；

根据上述轨道配置文件生成在预设距离内并行的虚拟轨道；

根据移动机器人的当前位置和目标位置与所生成的虚拟轨道确定移动机器人的路径。

第二方面，本发明实施例提供了一种移动机器人路径规划系统，上述系统包括启动单元、文件读取单元、虚拟轨道生成单元和路径确定单元。

其中，启动单元，用于启动移动机器人，读取并加载具有坐标信息的电子地图；

文件读取单元，用于读取预先设置的轨道配置文件；

虚拟轨道生成单元，用于根据上述轨道配置文件生成在预设距离内并行的虚拟轨道；

路径确定单元，用于根据移动机器人的当前位置和目标位置与所生成的虚拟轨道确定移动机器人的路径。

在本发明实施例中，通过启动单元启动移动机器人，读取并加载具有坐标信息的电子地图后，再通过文件读取单元读取预先设置的轨道配置文件，和通过虚拟轨道生成单元根据上述轨道配置文件生成在预设距离内并行的虚拟轨道，再由路径确定单元根据移动机器人的当前位置和目标位置与所生成的虚拟轨道确定移动机器人的路径；通过人为预先设置的轨道配置文件在具有坐标信息的电子地图上生成在预设距离内并行的虚拟轨道后，再根据移动机器人的当前位置和目标位置与所生成的虚拟轨道确定移动机器人从当前位置经由虚拟轨道到达目标位置的路径，避免移动机器人紧贴墙面或者障碍物移动，并提高移动机器人的移动效率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种移动机器人路径规划方法的实现流程图；

图2是本发明实施例提供的一种轨道标识中节点与分支关系示意图；

图3是本发明实施例提供的一种根据轨道配置文件生成在预设距离内并行的虚拟轨道的方法的具体实现流程图；

图4是本发明实施例提供的一组并行的虚拟轨道的示意图；

图5是本发明实施例提供的一种确定移动机器人路径的方法的具体实现流程图；

图6是本发明实施例提供的一种移动机器人从当前位置到达目标位置的全局路径的示意图；

图7是本发明实施例提供的一种提前预判障碍物以引导移动机器人动态避障的方法的具体实现流程图；

图8是本发明实施例提供的一种移动机器人路径规划系统。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应理解，在本发明各个实施例中，各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

在本发明实施例中，通过启动单元启动移动机器人，读取并加载具有坐标信息的电子地图后，再通过文件读取单元读取预先设置的轨道配置文件，和通过虚拟轨道生成单元根据上述轨道配置文件生成在预设距离内并行的虚拟轨道，再由路径确定单元根据移动机器人的当前位置和目标位置与所生成的虚拟轨道确定移动机器人的路径；通过人为预先设置的轨道配置文件在具有坐标信息的电子地图上生成在预设距离内并行的虚拟轨道后，再根据移动机器人的当前位置和目标位置与所生成的虚拟轨道确定移动机器人从当前位置经由虚拟轨道到达目标位置的路径，避免移动机器人紧贴墙面或者障碍物移动，并提高移动机器人的移动效率。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细描述：

图1示出了本发明实施例提供的一种移动机器人路径规划方法的实现流程，详述如下：

在步骤S101中，启动移动机器人，读取并加载具有坐标信息的电子地图。

在本发明实施例中，首先启动移动机器人，读取并加载具有坐标信息的电子地图。在这里，通过具有坐标信息的电子地图，移动机器人路径规划系统可以方便地知道移动机器人的位置信息，并且可以通过移动机器人所经过的坐标确定移动机器人的路径，或者通过坐标点确定移动机器人的移动路径。

在步骤S102中，读取预先设置的轨道配置文件。

在本发明实施例中，在移动机器人路径规划系统中存储有用户预先设置的轨道配置文件，通过该轨道配置文件中的数据来计算虚拟轨道的坐标信息。

上述轨道配置文件中包括中心虚拟轨道的端点坐标、虚拟轨道衍生条数、轨道间距、连接角度和轨道标识。

其中，上述中心虚拟轨道为所生成的在预设距离内并行的虚拟轨道中处于中间位置的虚拟轨道。

具体地，在轨道配置文件中记录了电子地图中选取作为中心虚拟轨道的端点坐标，该端点坐标由用户根据实际情况或者实际需要而设定。优选的，上述虚拟轨道由若干离散的端点平滑连接而成的线段组成。

上述虚拟轨道衍生条数为在上述中心虚拟轨道的两侧所衍生的辅助虚拟轨道的条数。

具体地，在轨道配置文件中记录辅助虚拟轨道的衍生条数，辅助虚拟轨道的衍生条数由用户根据实际需要而设定。在这里，辅助虚拟轨道的衍生条数越多，在有限的距离内，可提供移动机器人切换的轨道越多，轨道与轨道之间的距离越小。

优选的，辅助虚拟轨道的衍生条数设置为偶数，如2或4，均匀分布在中心虚拟轨道的两侧。上述轨道间距为两条并行的虚拟轨道之间的间距。

上述轨道间距为两条相邻且并行的虚拟轨道之间的间距。

具体地，并行的虚拟轨道与虚拟轨道之间的间距为用户预先设定的，并行的虚拟轨道之间的间距可以相同的，也可以是不同的，这里不做具体限定。

优选的，轨道间距具体根据移动机器人本身的宽度而设定，在这里，轨道间距优选为大于或等于移动机器人本身的宽度值。

优先的，在本发明实施例中，辅助虚拟轨道以相同的间距对称分布在中心虚拟轨道的两侧。

上述连接角度为构成虚拟轨道中的线段与线段之间的连接角度。在这里，当虚拟轨道由大于等于两条的线段构成时，构成虚拟轨道的线段与线段之间以预设的连接角度圆弧连接以提供平滑的虚拟轨道。

在一个应用场景中，当虚拟轨道为一条平直的虚拟轨道时，该虚拟轨道为由两个离散的端点平滑连接而成的线段组成；当虚拟轨道为一条具有一个转角的虚拟轨道时，该虚拟轨道为由四个离散的端点平滑连接而成的两条线段组成，这时，为了使不在同一直线上的线段连接后能够提供平滑的虚拟轨道，线段与线段之间以预设的连接角度圆弧连接，例如，第一线段的终点与第二线段的起点之间以预设的连接角度圆弧连接。

优选地，上述连接角度优选为20°至80°；进一步优先的，上述连接角度为55°至65°；进一步优先的，上述连接角度为60°。

在另外一个应用场景中，当一条虚拟轨道由第一线段、第二线段和第三线段组成时，该虚拟轨道的端点坐标就会有6个，其中，第一线段的终点将会通过60°的弧线与第二线段的起点连接，第二线段的终点将会通过60°的弧线与第三线段的起点连接。

在本发明实施例中，当虚拟轨道上有丁字分叉轨道或者十字分叉轨道等交叉轨道时，将该虚拟轨道拆分看作三段或者四段虚拟轨道，该拆分出来的虚拟轨道也就叫做虚拟分支轨道。

在这里，上述轨道标识为在虚拟轨道上具有虚拟分支轨道时根据预设规则而设定的虚拟分支轨道的标识；在这里，由相同的中心虚拟轨道所衍生的辅助虚拟轨道具有相同的轨道标识。

在本发明实施例中，为了方便在进行路径规划时计算出所需经过的虚拟分支轨道，可以通过将每条虚拟分支轨道以一定的规律进行轨道标识，以便于在进行路径规划时可以通过该轨道标识确定与当前虚拟分支轨道连接的下一虚拟分支轨道。

具体地，在虚拟分支轨道与虚拟分支轨道连接点处设置轨道标识，每条虚拟分支轨道最多连接三条虚拟分支轨道，即三叉树结构。

在这里，轨道标识由节点号和分支号构成；将上述虚拟分支轨道按照三叉树结构划分层次，那么节点号用于确定当前虚拟分支轨道属于哪一层次的分支，分支号用于确定当前分支轨道是从哪一分支轨道产生的。

下面结合图2提供的轨道标识中节点与分支关系示意图来说明轨道标识的定义规律：

方括号中第一个数字为节点号，例如，[2.X]表示第2层次的分支，[3.X]表示第3层次的分支；第二个数字为分支号，例如[2.1]表示分叉后的轨道标识为[3.1]、[3.2]、[3.3]。并且父分支产生子分支的标识号是固定的，无论场景如何变化，分支号为1的子分支永远是1、2、3，分支号为2的子分支永远是4、5、6，分支号为3的子分支永远是7、8、9。例如[3.4]之后永远是[4.8][4.9][4.10][2.3]之后永远是[3.7][3.8][3.9]。

假设节点号为n，表示当前分支是第n层次的路径，由(n-1)层次的分支产生，第n层次的路径可以产生n+1层的路径，例如，图2中[3.4]分支，它是第3层次的分支，在第三层次中的编号为4，它是由第二层次的[2.2]轨道产生的，并可以产生[4.8][4.9][4.10]。可以根据场景情况省去不需要的分支，如[4.1]到[4.6]。

在步骤S103中，根据上述轨道配置文件生成在预设距离内并行的虚拟轨道。

在本发明实施例中，在根据轨道配置文件生成在预设距离内并行的虚拟轨道之后，在具有坐标信息的电子地图上加载所生成的虚拟轨道，以构成由预先铺设的虚拟轨道而组成的全局路径，以引导移动机器人顺利执行导航任务。

具体地，通过轨道配置文件中预先设置的虚拟轨道衍生条数和轨道间距，就可以知道在预设距离内并行的虚拟轨道有多少条，这里所指的预设距离具体为以并行的虚拟轨道中处于最外侧的两条虚拟轨道之间的距离，例如，当虚拟轨道衍生条数为2、轨道间距为0.3m时，则在0.6m的距离范围内并行的虚拟轨道有3条；当虚拟轨道衍生条数为4、轨道间距为0.3m时，则在1.2m的距离范围内并行的虚拟轨道有5条；在这里，预设距离可以通过虚拟轨道衍生条数和轨道间距来计算，计算公式具体为：

预设距离＝轨道间距×虚拟轨道衍生条数。

具体地，上述步骤S103根据轨道配置文件生成在预设距离内并行的虚拟轨道的具体实现流程如图3所示：

在步骤301中，获取上述中心虚拟轨道的端点坐标和上述轨道间距。

在步骤302中，根据上述中心虚拟轨道的端点坐标和上述轨道间距计算得到所衍生的辅助虚拟轨道的端点坐标。

在本发明实施例中，当知道中心虚拟轨道的端点坐标和轨道间距之后，就可以通过由该端点坐标确定的直线方程公式计算出与中心虚拟轨道平行的辅助虚拟轨道的坐标。

在步骤303中，根据上述中心虚拟轨道的端点坐标和上述辅助虚拟轨道的端点坐标生成在预设距离内并行的虚拟轨道。

在本发明实施例中，假设虚拟轨道的衍生条数为2，在根据中心虚拟轨道的端点坐标和轨道间距计算出辅助虚拟轨道的端点坐标后，将中心虚拟轨道的端点坐标连接起来就可以生成中心虚拟轨道，将辅助虚拟轨道的端点坐标连接起来就可以生成辅助虚拟轨道，将生成的中心虚拟轨道与辅助虚拟轨道加载至电子地图上就可以得到如图4所示的一组并行的虚拟轨道。

在步骤S104中，根据移动机器人的当前位置和目标位置与所生成的虚拟轨道确定移动机器人的路径。

在本发明实施例中，移动机器人初始放置的位置并不一定处于虚拟轨道的位置上，当移动机器人开始执行导航任务时，需要从当前位置移动到预先铺设的虚拟轨道上，再从虚拟轨道上移动到目标位置，这样，就需要确定一条引导移动机器人从当前位置到达目标位置的路径，即需要确定移动机器人的路径。

具体地，上述步骤S104确定移动机器人路径的具体实现流程图5所示：

在步骤501中，在移动机器人执行导航任务时，获取移动机器人的当前位置和目标位置。

在步骤502中，获取与当前位置和目标位置距离最小的虚拟轨道的轨道标识。

在步骤503中，根据上述轨道标识确定移动机器人从当前位置到达目标位置所经过的虚拟轨道。

下面结合图2来说明如何根据轨道标识确定移动机器人从当前位置到达目标位置所经过的虚拟轨道：

例如，从轨道[4.7]到轨道[4.20]时，由于7号分支的父分支永远为3，因此[4.7]的上一层分支一定为[3.3]，20号分支的父分支永远为7，因此[4.20]的上一层分支为[3.7]，因为[3.3]与[3.7]在不同分支，需要再追寻到第二层分支，同理[3.3]的上一层分支为[2.1]，[3.7]的上一层分支为[2.3]，因为[2.1]与[2.3]在不同分支，还需再追寻到第一层分支，[2.1]与[2.3]的上一层分支都为[1.1]，因此，所需经过的轨道结束，最终从轨道[4.7]到轨道[4.20]要经过轨道[4.7]、轨道[3.3]、轨道[2.1]、轨道[2.3]、轨道[3.7]和轨道[4.20]。

其中，[1.1]为特殊分支，它只有子分支，分没有父分支，此种计算方法比较适合于服务机器人，因为服务机器人每次执行任务，如宾客引领、物品取送，都是从固定地点开始，如前台或储物间，执行完此任务后还会按原路返回前台或储物间，因此在上面的三叉树结构中，一般将[1.1]设为前台或储物间，因此每次执行任务时，可能是从[1.1]到[4.7],或从[1.1]到[4.20]，因此不存在从轨道[4.7]不经过前台而直接去[4.20]的情况。

在步骤504中，根据预设公式分别计算移动机器人从当前位置和目标位置接入所经过的虚拟轨道的线段点集。

在本发明实施例中，在这里，上述线段点集为构成线段的点的集合。

具体地，步骤S504中计算移动机器人从当前位置和目标位置接入所经过的虚拟轨道的线段点集的具体步骤为：

遍历虚拟轨道上所有的点，计算出与移动机器人当前位置距离最短的点，按此距离为直角三角形的一边，计算出斜边长度，以此斜边长度再重新遍历虚拟轨道上的点，与此斜边长度最接近的轨道上的点就是移动机器人当前位置与虚拟轨道的接入点。

由接入点与当前位置的坐标点组成的线段就是从当前位置到虚拟轨道上的接入线段，接入线段上以栅格单位(0.05m)相邻的点就是接入轨道的线段点，根据直线方程y＝kx+b，可以计算出以当前位置的坐标点和接入点为端点的线段点集。

同理计算出以目标位置的坐标点和接入点为端点的线段点集。

在步骤505中，将所经过的虚拟轨道与上述线段点集合并，生成移动机器人从当前位置到达目标位置的一条路径。

在本发明实施例中，将上述以当前位置的坐标点和接入点为端点的线段点集、接入虚拟轨道的线段点集和上述以目标位置的坐标点和接入点为端点的线段点集合并后生成移动机器人从当前位置到达目标位置的一条路径，再用相同的原理计算出其他与该接入虚拟轨道并行的虚拟轨道的路径点，生成引导移动机器人的全局路径。

在仿真应用场景中，当虚拟轨道衍生条数为2时，在隐藏了预先铺设的虚拟轨道之后，得到如图6所示的移动机器人从当前位置到达目标位置的全局路径。

进一步地，为了解决现有的常用动态避障方法中存在的避障犹豫，原地多次旋转，甚至在道路上已不能通过机器人时，却还在尝试多个方向乱跑或距目标点越走越远的问题，在规划好引导移动机器人全局路径之后，还包括如图7所示的提前预判障碍物以引导移动机器人动态避障的具体实现流程：

在步骤S701中，当移动机器沿着生成的路径移动时，检测在预设的距离阈值的范围内是否有障碍物出现。

在本发明实施例中，在确定了移动机器人从当前位置到达目标位置的所有路径之后，生成移动机器人从当前位置到达目标位置的全局路径，在移动机器人执行导航任务时，可以选择沿着全局路径中的其中一条路径移动。优选的，在本发明实施例中，为了避免移动机器人紧贴墙面或者固定障碍物移动，优选选取全局路径中处于中间位置的路径作为主路径，其他路径作为辅助路径。

在这里，移动机器人在执行导航任务的同时，检测在预设的距离阈值的范围内是否有障碍物出现，以提前做好动态避障的准备。

在步骤S702中，当检测到在预设的距离阈值的范围内有障碍物出现时，确定由根据上述虚拟轨道生成的并行的路径中是否有可以通过的路径。

在本发明实施例中，依次判断引导机器人移动的全局路径中阻断状态，以确定是否有可以通过的路径。

在步骤S703中，当由根据上述虚拟轨道生成的并行的路径中有可以通过的路径，将移动机器人切换到上述可以通过的路径。

进一步地，为了避免因移动机器人本身的宽度而导致不能顺利躲避障碍，在确定有可以通过的路径之后，还根据移动机器人的宽度来确定从当前位置所在的主路径切换到其他辅助路径上的距离阈值范围内是否可以绕过障碍物，当确定可以绕过障碍物之后，切换到可以绕过障碍物的其中一条路径上，优选的，一般是切换到能够绕过障碍物，又距离主路径较近的一条辅助路径上。

进一步地，在绕过障碍物之后，确定主路径上是否有障碍物，如果没有障碍物，则切换回到主路径上。

在步骤S704中，当由根据并行虚拟轨道生成的并行的路径中没有可以通过的路径，移动机器人执行等待命令直至障碍物移除。

在本发明实施例中，当全局路径中所有的路径均被阻挡无法通过时，移动机器人就会停留在当前位置等待障碍物移除后继续执行导航任务。

本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，上述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘或光盘等。

图8示出了本发明实施例提供的一种移动机器人路径规划系统8的具体结构框图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

本发明实施例提供的一种移动机器人路径规划系统8，包括启动单元81、文件读取单元82、虚拟轨道生成单元83和路径确定单元84。

其中，启动单元81，用于启动移动机器人，读取并加载具有坐标信息的电子地图；

文件读取单元82，用于读取预先设置的轨道配置文件；

虚拟轨道生成单元83，用于根据上述轨道配置文件生成在预设距离内并行的虚拟轨道；

路径确定单元84，用于根据移动机器人的当前位置和目标位置与所生成的虚拟轨道确定移动机器人的路径。

具体地，上述轨道配置文件中包括中心虚拟轨道的端点坐标、虚拟轨道衍生条数、轨道间距、连接角度和轨道标识；

其中，上述中心虚拟轨道为所生成的虚拟轨道中处于中间位置的虚拟轨道；

上述虚拟轨道由若干离散的端点平滑连接而成的线段组成；

上述虚拟轨道衍生条数为在上述中心虚拟轨道的两侧所衍生的辅助虚拟轨道的条数；

上述轨道间距为两条相邻且并行的虚拟轨道之间的间距；

所述连接角度为构成虚拟轨道中的线段与线段之间的连接角度；

所述轨道标识为在所述虚拟轨道上具有虚拟分支轨道时根据预设规则而设定的虚拟分支轨道的标识

具体地，上述虚拟轨道生成单元83包括：

数据获取子单元，用于获取上述中心虚拟轨道的端点坐标和上述轨道间距；

坐标计算子单元，用于根据上述中心虚拟轨道的端点坐标和上述轨道间距计算得到所衍生的辅助虚拟轨道的端点坐标；

虚拟轨道生成子单元，用于根据上述中心虚拟轨道的端点坐标和上述辅助虚拟轨道的端点坐标生成在预设距离内并行的虚拟轨道。

具体地，上述路径确定单元84包括：

位置信息获取子单元，用于在移动机器人执行导航任务时，获取移动机器人的当前位置和目标位置；

轨道标识获取子单元，用于获取与当前位置和目标位置距离最小的虚拟轨道的轨道标识；

根据上述轨道标识确定移动机器人从当前位置到达目标位置所经过的虚拟轨道；

根据预设公式分别计算移动机器人从当前位置和目标位置接入所经过的虚拟轨道的线段点集；

将所经过的虚拟轨道与上述线段点集合并，生成移动机器人从当前位置到达目标位置的一条路径。

进一步地，上述系统还包括：

障碍物检测单元，用于当移动机器沿着生成的路径移动时，检测在预设的距离阈值的范围内是否有障碍物出现；

路径通过确定单元，用于当检测到在预设的距离阈值的范围内有障碍物出现时，确定由根据上述虚拟轨道生成的并行的路径中是否有可以通过的路径；

路径切换处理单元，用于当由根据上述虚拟轨道生成的并行的路径中有可以通过的路径，将移动机器人切换到上述可以通过的路径；

等待障碍物移除处理单元，用于当由根据并行虚拟轨道生成的并行的路径中没有可以通过的路径，移动机器人执行等待命令直至障碍物移除。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同系统来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和单元的具体工作过程，可以参考前述系统实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，上述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，系统或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

上述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例上述系统的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上上述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到状态或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应上述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种移动机器人路径规划方法，其特征在于，所述方法包括：

启动移动机器人，读取并加载具有坐标信息的电子地图；

读取预先设置的轨道配置文件；

根据所述轨道配置文件生成在预设距离内并行的虚拟轨道；

根据移动机器人的当前位置和目标位置与所生成的虚拟轨道确定移动机器人的路径。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述轨道配置文件中包括中心虚拟轨道的端点坐标、虚拟轨道衍生条数、轨道间距、连接角度和轨道标识；

其中，所述中心虚拟轨道为所生成的在预设距离内并行的虚拟轨道中处于中间位置的虚拟轨道；

所述虚拟轨道由若干离散的端点平滑连接而成的线段组成；

所述虚拟轨道衍生条数为在所述中心虚拟轨道的两侧所衍生的辅助虚拟轨道的条数；

所述轨道间距为两条相邻且并行的虚拟轨道之间的间距；

所述连接角度为构成虚拟轨道中的线段与线段之间的连接角度；

所述轨道标识为在所述虚拟轨道上具有虚拟分支轨道时根据预设规则而设定的虚拟分支轨道的标识。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述轨道配置文件生成在预设距离内并行的虚拟轨道的步骤，包括：

获取所述中心虚拟轨道的端点坐标和所述轨道间距；

根据所述中心虚拟轨道的端点坐标和所述轨道间距计算得到所衍生的辅助虚拟轨道的端点坐标；

根据所述中心虚拟轨道的端点坐标和所述辅助虚拟轨道的端点坐标生成在预设距离内并行的虚拟轨道。

4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述根据移动机器人的当前位置和目标位置与所生成的虚拟轨道确定移动机器人的路径的步骤，包括：

在移动机器人执行导航任务时，获取移动机器人的当前位置和目标位置；

获取与当前位置和目标位置距离最小的虚拟轨道的轨道标识；

根据所述轨道标识确定移动机器人从当前位置到达目标位置所经过的虚拟轨道；

根据预设公式分别计算移动机器人从当前位置和目标位置接入所经过的虚拟轨道的线段点集；

将所经过的虚拟轨道与所述线段点集合并，生成移动机器人从当前位置到达目标位置的一条路径。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述根据移动机器人的当前位置和目标位置与所生成的虚拟轨道确定移动机器人的路径的步骤之后，还包括：

当移动机器沿着生成的路径移动时，检测在预设的距离阈值的范围内是否有障碍物出现；

当检测到在预设的距离阈值的范围内有障碍物出现时，确定由根据所述虚拟轨道生成的并行的路径中是否有可以通过的路径；

当由根据所述虚拟轨道生成的并行的路径中有可以通过的路径，将移动机器人切换到所述可以通过的路径；

当由根据并行虚拟轨道生成的并行的路径中没有可以通过的路径，移动机器人执行等待命令直至障碍物移除。

6.一种移动机器人路径规划系统，其特征在于，所述系统包括：

启动单元，用于启动移动机器人，读取并加载具有坐标信息的电子地图；

文件读取单元，用于读取预先设置的轨道配置文件；

虚拟轨道生成单元，用于根据所述轨道配置文件生成在预设距离内并行的虚拟轨道；

路径确定单元，用于根据移动机器人的当前位置和目标位置与所生成的虚拟轨道确定移动机器人的路径。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述轨道配置文件中包括中心虚拟轨道的端点坐标、虚拟轨道衍生条数、轨道间距、连接角度和轨道标识；

其中，所述中心虚拟轨道为所生成的在预设距离内并行的虚拟轨道中处于中间位置的虚拟轨道；

所述虚拟轨道由若干离散的端点平滑连接而成的线段组成；

所述虚拟轨道衍生条数为在所述中心虚拟轨道的两侧所衍生的辅助虚拟轨道的条数；

所述轨道间距为两条相邻且并行的虚拟轨道之间的间距；

所述连接角度为构成虚拟轨道中的线段与线段之间的连接角度；

所述轨道标识为在所述虚拟轨道上具有虚拟分支轨道时根据预设规则而设定的虚拟分支轨道的标识。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述虚拟轨道生成单元包括：

数据获取子单元，用于获取所述中心虚拟轨道的端点坐标和所述轨道间距；

坐标计算子单元，用于根据所述中心虚拟轨道的端点坐标和所述轨道间距计算得到所衍生的辅助虚拟轨道的端点坐标；

虚拟轨道生成子单元，用于根据所述中心虚拟轨道的端点坐标和所述辅助虚拟轨道的端点坐标生成在预设距离内并行的虚拟轨道。

9.如权利要求7或8所述的系统，其特征在于，所述路径确定单元包括：

位置信息获取子单元，用于在移动机器人执行导航任务时，获取移动机器人的当前位置和目标位置；

轨道标识获取子单元，用于获取与当前位置和目标位置距离最小的虚拟轨道的轨道标识；

根据所述轨道标识确定移动机器人从当前位置到达目标位置所经过的虚拟轨道；

根据预设公式分别计算移动机器人从当前位置和目标位置接入所经过的虚拟轨道的线段点集；

将所经过的虚拟轨道与所述线段点集合并，生成移动机器人从当前位置到达目标位置的一条路径。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

障碍物检测单元，用于当移动机器沿着生成的路径移动时，检测在预设的距离阈值的范围内是否有障碍物出现；

路径通过确定单元，用于当检测到在预设的距离阈值的范围内有障碍物出现时，确定由根据所述虚拟轨道生成的并行的路径中是否有可以通过的路径；

路径切换处理单元，用于当由根据所述虚拟轨道生成的并行的路径中有可以通过的路径，将移动机器人切换到所述可以通过的路径；

等待障碍物移除处理单元，用于当由根据并行虚拟轨道生成的并行的路径中没有可以通过的路径，移动机器人执行等待命令直至障碍物移除。