DE102008050206A1 - Routenplanungsverfahren und Navigationsverfahren für eine mobile Robotervorrichtung - Google Patents

Routenplanungsverfahren und Navigationsverfahren für eine mobile Robotervorrichtung Download PDF

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Abstract

Routenplanungsverfahren und Routenplanungsverfahren für eine mobile Robotervorrichtung, welches der mobilen Robotervorrichtung die Bewegungsroute in einer physikalischen Umgebung bereitstellt. Das Verfahren weist einen ersten und einen zweiten Schritt auf, wobei der erste Schritt darin besteht, ein jeweiliges Netzgitterdiagramm auf der Grundlage der physikalischen Umgebung zu erzeugen, wobei das Netzgitterdiagramm mehrere Kartengitter aufweist, welche Hindernisparameterwerte enthalten, wobei die Hindernisparameterwerte für jedes Kartengitter durch die Orte von Hindernissen in der physikalischen Umgebung am jeweiligen Ort festgelegt sind und wobei der zweite Schritt darin besteht, das Kartengitter vom Anfangspunkt zum Zielpunkt in Richtung zu benachbarten Kartengittern fortlaufend auszubreiten, bis die ausgebreiteten Kartengitter einander treffen, und jedes Kartengitter in den Ausbreitungsspuren zu definieren, um einander als Bewegungsroute zu treffen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Routenplanungsverfahren und ein Navigationsverfahren und insbesondere ein Routenplanungsverfahren und ein Navigationsverfahren zum Vermeiden dynamischer Hindernisse für eine mobile Robotervorrichtung.
  • Was eine mobile Robotervorrichtung, beispielsweise einen mobilen Roboter, angeht, bedeutet die Routenplanung das Finden einer geeigneten Route in einer Arbeitsumgebung mit Hindernissen, d. h. einer Bewegungsroute vom Anfangspunkt bis zum Zielpunkt. In der Route kann die Robotervorrichtung alle Hindernisse sicher und ohne Kollisionen im Bewegungsprozess umfahren.
  • Bei einer der herkömmlichen Techniken plant sie die Route neu, wenn neuen Hindernissen begegnet wird, und bricht die ursprünglich geplante Route ab. Bei einer anderen herkömmlichen Technik definiert sie eine gerade Linie zwischen dem Anfangspunkt und dem Zielpunkt als geplante Route. Falls es irgendwelche Hindernisse auf der geraden Linie gibt, biegt sie nach links oder rechts ab, um die Hindernisse zu umfahren. Wenn jedoch fortlaufenden Hindernissen, wie einer Wand, begegnet wird, umfährt sie möglicherweise die Hindernisse nicht und erreicht demgemäß nicht den Zielpunkt. Selbst wenn sie die Hindernisse umfahren kann, um den Zielpunkt zu erreichen, wird dafür gewöhnlich das Fahren über eine übermäßig lange Strecke benötigt.
  • Angesichts der verwandten herkömmlichen Techniken, die zu verbessern sind, haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung hart gearbeitet und ein Routenplanungsverfahren und ein Navigationsverfahren zum Vermeiden dynamischer Hindernisse für eine mobile Robotervorrichtung vorgeschlagen, um die Mängel der vorstehend erwähnten herkömmlichen Techniken zu beseitigen.
  • Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht insbesondere darin, ein Routenplanungsverfahren, das in einer mobilen Robotervorrichtung verwendet wird, bereitzustellen, so dass die mobile Robotervorrichtung in einer physikalischen Umgebung eine Bewegungsroute am Anfangspunkt und am Zielpunkt planen kann.
  • Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht insbesondere darin, ein Navigationsverfahren zum Vermeiden dynamischer Hindernisse, das in einer mobilen Robotervorrichtung verwendet wird, bereitzustellen, so dass die mobile Robotervorrichtung in einer physikalischen Umgebung eine Bewegungsroute am Anfangspunkt und am Zielpunkt planen kann und die dynamischen Hindernisse vermeiden kann, um sich ununterbrochen zum Ziel zu bewegen.
  • Die vorliegende Erfindung sieht ein Routenplanungsverfahren für eine mobile Robotervorrichtung nach Anspruch 1 vor.
  • Weiter sieht die vorliegende Erfindung ein Navigationsverfahren zum Vermeiden dynamischer Hindernisse für eine mobile Robotervorrichtung nach Anspruch 7 vor.
  • Die Vorteile und die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Idee werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung und der anliegenden Zeichnung erläutert.
  • 1 ist ein Flussdiagramm des Routenplanungsverfahrens für eine mobile Robotervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,
  • die 2A2D sind Diagramme zum Anwenden des Routenplanungsverfahrens in einer physikalischen Umgebung gemäß der vorliegenden Erfindung,
  • 3 ist ein Flussdiagramm des Navigationsverfahrens zum Vermeiden dynamischer Hindernisse gemäß der vorliegenden Erfindung, das in der mobilen Robotervorrichtung verwendet wird,
  • die 4A4C sind Diagramme der Bewegungsroute in einer physikalischen Umgebung für die mobile Robotervorrichtung mit dem Navigationsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung,
  • 5 ist ein Flussdiagramm, das das Vermeiden von dynamischen Hindernissen zeigt, wenn die dynamischen Hindernisse gemäß der vorliegenden Erfindung erfasst werden, und
  • 6 ist ein Strukturdiagramm der mobilen Robotervorrichtung, die das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet.
  • 1 zeigt ein Flussdiagramm des Routenplanungsverfahrens für eine mobile Robotervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, und die 2A2D zeigen die Diagramme der Anwendung des Routenplanungsverfahrens in einer physikalischen Umgebung gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Routenplanungsverfahren 10 für eine mobile Robotervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist Schritt 101 und Schritt 103 auf. In Schritt 101 wird ein auf einer physikalischen Umgebung 5 beruhendes jeweiliges Netzgitterdiagramm 20 erzeugt. Das Netzgitterdiagramm 20 weist mehrere Kartengitter 201 auf, welche Hindernisparameterwerte enthalten, wobei die Hindernisparameterwerte für jedes Kartengitter 201 durch Orte von Hindernissen in der physikalischen Umgebung 5 am jeweiligen Ort bestimmt sind.
  • Bitte siehe 2A. Damit sich die mobile Robotervorrichtung (nicht dargestellt), beispielsweise ein Roboter, in einer physikalischen Umgebung 5, beispielsweise einer Fabrik, entsprechend dem Ergebnis der Routenplanung bewegen kann, wobei die physikalische Umgebung 5 die Hindernisse 12a12b aufweist, liest sie zuerst die Karte der Fläche der physikalischen Umgebung 5 und erzeugt die jeweiligen Netzgitterdiagramme 20 auf der Grundlage der physikalischen Umgebung 5. Das Netzgitterdiagramm 20 weist mehrere Kartengitter 201 auf, welche Hindernisparameterwerte enthalten. Die Größe jedes Kartengitters 201 kann beispielsweise 1 cm × 1 cm betragen.
  • Nach Abschluss der Routenplanung kann den mehreren Kartengittern 201 im Netzgitterdiagramm 20 eine Identifikationsnummer gegeben werden, um die Koordinateninformationen über die Bewegungsroute bereitzustellen.
  • Die in der physikalischen Umgebung 5 vorhandenen Hindernisse 12a12b müssen im Netzgitterdiagramm 20 markiert werden, um die durch die Hindernisse 12a12b belegten Orte anzugeben. Die Hindernisparameterwerte für jedes Kartengitter 201 werden durch die Orte der Hindernisse 12a12b in der physikalischen Umgebung 5 am jeweiligen Ort bestimmt. Was den Block 16 angeht, der mit schraffierten Linien in 2B markiert ist, werden die Hindernisparameterwerte für die dem Block 16 gehörenden Kartengitter 201 alle beispielsweise als ”1” konfiguriert, und die Hindernisparameterwerte für andere unbelegte Kartengitter 201 werden alle beispielsweise als ”0” konfiguriert. Um weiterhin zu vermeiden, dass sich die mobile Robotervorrichtung nach außerhalb des Netzgitterdiagramms 20 bewegt, können die Ecken des Netzgitterdiagramms 20 als fortlaufende Hindernisse definiert werden, und die Hindernisparameterwerte dieser Kartengitter 201 werden alle als ”1” konfiguriert.
  • In Schritt 103 wird das Kartengitter 201 von dem Anfangspunkt 14a und dem Zielpunkt 14b zum benachbarten Kartengitter 201 ausgebreitet, bis die ausgebreiteten Kartengitter 201 einander treffen, und jedes Kartengitter 201 wird in der Ausbreitungsspur zum Treffen voneinander als Bewegungsroute definiert.
  • Bitte siehe 2C. Entsprechend dem vorhergehenden Verarbeitungsergebnis in Schritt 101 werden die Kartengitter 201 von dem Anfangspunkt 14a und dem Zielpunkt 14b zu den benachbarten Kartengittern kontinuierlich ausgebreitet, bis die ausgebreiteten Kartengitter 201 einander treffen, und jedes Kartengitter 201 wird in der Ausbreitungsspur zum Treffen voneinander als Bewegungsroute 18 definiert. Mit anderen Worten sieht dies einfach als Ausbreitung von Wasserwellen durch Werfen von zwei Steinen in einen Teich und Treffen von ihnen aus. Wenn sich die Kartengitter 201 beispielsweise kontinuierlich von dem Anfangspunkt 14a und dem Zielpunkt 14b zu den benachbarten Kartengittern 201 ausbreiten, breiten sich das Kartengitter 201 am Anfangspunkt 14a und das Kartengitter 201 am Zielpunkt 14b kontinuierlich in einer Kreuzform zu den Kartengittern 201 aus, d. h. nach oben, nach unten, nach links und nach rechts. Die ausgebreiteten Kartengitter 201 breiten sich kontinuierlich zu den vier benachbarten Kartengittern 201 in oberer, unterer, linker und rechter Richtung aus, bis sich die erweiterten Kartengitter 201 von dem Anfangspunkt 14a und dem Zielpunkt 14b einander treffen, d. h. bis zum Ort des Treffpunkts 18a.
  • Dann wird der Ort Treffpunkt 18a in zwei Richtungen unterteilt, jeweils zum Anfangspunkt 14a zurück und zum Zielpunkt 14b zurück, wobei die Ausbreitungsspur vom Treffpunkt 18a zurück zum Anfangspunkt 14a und zum Zielpunkt 14b gebildet wird, welche die passierten Kartengitter 201 sind, und die beiden Spuren werden als Bewegungsroute 18 definiert, wie in 2D dargestellt ist.
  • Abgesehen vom kontinuierlichen Ausbreiten zu den benachbarten Kartengittern 201 in einer Kreuzform, kann er sich auch stattdessen kontinuierlich zu den acht benachbarten Kartengittern 201 in einer ”*”-Form ausbreiten.
  • Weil die mobile Robotervorrichtung einen bestimmten Projektionsbereich belegt, beispielsweise 40 cm × 40 cm, sollte sie die belegten Kartengitter 201 relativ nach außen zu den durch die Hindernisse 12a12b im Netzgitterdiagramm 5 belegten Kartengittern entsprechend der Größe der mobilen Robotervorrichtung anpassen. Er breitet sich beispielsweise 20 cm nach außen vom Mittelpunkt der mobilen Robotervorrichtung aus und fügt einen Schutzbereich von 10 cm hinzu, so dass er sich insgesamt 30 cm nach außen ausbreitet, d. h. die durch die Hindernisse 12a, 12b belegten Kartengitter werden relativ 30 cm nach außen angepasst, wodurch ferner Anpassungen vorgenommen werden, um die belegten Kartengitter 201 zu vergrößern. Ähnlich werden die sich in den Ecken des Netzgitterdiagramms 20 befindenden Kartengitter 201 relativ 30 cm nach außen angepasst, um ferner Anpassungen zum Vergrößern belegter Kartengitter 201 vorzunehmen.
  • Idealerweise kann die geplante Bewegungsroute 18 existierende Hindernisse vermeiden. Um jedoch die dynamischen Hindernisse zu vermeiden, welche nicht zu den ursprünglich existierenden Hindernissen 12a, 12b in der physikalischen Umgebung 5 gehören, kann die mobile Robotervorrichtung mit Sensoren, beispielsweise einem Infrarotsensor oder einem Überschallsensor, konfiguriert sein, um die im Bewegungsprozess begegneten Hindernisse jederzeit zu erfassen.
  • 3 zeigt ein Flussdiagramm des Navigationsverfahrens zum Vermeiden dynamischer Hindernisse, das in der mobilen Robotervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, und die 4A4C zeigen Diagramme der Bewegungsroute in einer physikalischen Umgebung für die mobile Robotervorrichtung mit dem Navigationsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Navigationsverfahren 30 zum Vermeiden dynamischer Hindernisse, das in der mobilen Robotervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, weist einen Schritt 31 zum Planen der Bewegungsroute und einen Bewegungsschritt 33 zum Vermeiden dynamischer Hindernisse auf. Die beiden Schritte 311, 313 des Schritts 31 zum Planen der Bewegungsroute sind jeweils mit den Schritten 101, 103 identisch, welche nicht wiederholt beschrieben werden.
  • Mit Bezug auf 4A sei bemerkt, dass, falls es keine dynamischen Hindernisse in der Bewegungsroute 18 gibt, sich die mobile Robotervorrichtung, die sich mit Schritt 333 und Schritt 335 bewegt, durch die Kartengitter 201 mit Identifikationsnummern 201a, 201b, 201c, 201d, 201e, 201f, 201g, 201n, 201o und 201p bewegt und schließlich den Zielpunkt 14b erreicht.
  • In Schritt 331 des Bewegungsschritts 33 zum Vermeiden dynamischer Hindernisse erfasst sie, wenn sie sich entlang der Bewegungsroute 18 von dem Schritt 31 zum Planen der Bewegungsroute und vor dem Eintreten in den Ort auf halbem Wege bewegt, die Hindernisse, welche ursprünglich zur physikalischen Umgebung nicht gehören, und definiert dann diese Hindernisse als dynamische Hindernisse 20. Mit Bezug auf 4B sei bemerkt, dass das Kartengitter 201, das dem Ort auf halbem Wege mit der Identifikationsnummer 201d entspricht, am Ort auf halbem Wege in der Bewegungsroute 18 ein Hindernis aufweist. Die mobile Robotervorrichtung bewegt sich entlang der Bewegungsroute 18 von dem Schritt 31 zum Planen der Bewegungsroute und durch die Kartengitter 201 mit den Identifikationsnummern 201a201c. Bevor sich die mobile Robotervorrichtung zum Ort auf halbem Wege bewegt, erfasst das Kartengitter 201 mit der Identifikationsnummer 201c das Hindernis und definiert dieses Hindernis als dynamisches Hindernis 20.
  • Als nächstes biegt sie in Schritt 333 des Bewegungsschritts 33 zum Vermeiden dynamischer Hindernisse nach der Abbiegerichtung am Ort auf halbem Wege entsprechend der Abbiegerichtung am nächsten Abbiegeort zum Ort auf halbem Wege ab. Nach dem Abbiegen bewegt sie sich weiter entlang dem dynamischen Hindernis 20 auf der rechten Seite, falls das vorhergehende Abbiegen ein Abbiegen nach links war, und sie bewegt sich weiter entlang dem dynamischen Hindernis 20 auf der linken Seite, falls das vorhergehende Abbiegen ein Abbiegen nach rechts war.
  • Bitte siehe die 4B und 5. Was den Ort auf halbem Wege angeht, ist der nächste Abbiegeort am Ort auf halbem Wege der Kartengitter 201 mit der Identifikationsnummer 201g. Das Abbiegen am Kartengitter 201 mit der Identifikationsnummer 201g erfolgt nach rechts. Die mobile Robotervorrichtung biegt am Kartengitter 201 mit der Identifikationsnummer 201c entsprechend der Abbiegerichtung am nächsten Abbiegeort nach rechts ab. Nach dem Abbiegen nach rechts bestimmt die mobile Robotervorrichtung dann die vorhergehende Abbiegerichtung. Falls das vorhergehende Abbiegen ein Abbiegen nach links war, bewegt sie sich weiter entlang dem dynamischen Hindernis 20 auf der rechten Seite, und falls das vorhergehende Abbiegen ein Abbiegen nach rechts war, bewegt sie sich weiter entlang dem dynamischen Hindernis 20 auf der linken Seite.
  • Entsprechend der Beschreibung des Beispiels aus 4B biegt die mobile Robotervorrichtung am Kartengitter 201 mit der Identifikationsnummer 201c nach rechts ab. Nach dem Abbiegen nach rechts bewegt sich die mobile Robotervorrichtung, falls das vorhergehende Abbiegen ein Abbiegen nach rechts war, weiter entlang dem dynamischen Hindernis 20 auf der linken Seite und durch die Kartengitter 201 mit den Identifikationsnummern 201h, 201i, 201j und 201e.
  • Falls ferner in Schritt 335 des Bewegungsschritts 33 zum Vermeiden dynamischer Hindernisse ein neues dynamisches Hindernis vorne erfasst wird und die Bewegung entlang dem dynamischen Hindernis 20 nicht fortgesetzt werden kann, biegt sie am Ort nach dem Erfassen eines neuen dynamischen Hindernisses zurück ab. Nach dem Abbiegen zurück bewegt sie sich dann weiter entlang dem dynamischen Hindernis auf der anderen Seite.
  • Bitte siehe die 4C und 5. Nach dem Erfassen des dynamischen Hindernisses 20 infolge des Abbiegens nach rechts am nächsten Abbiegepunkt bog die mobile Robotervorrichtung am nächsten Abbiegepunkt zu dieser Zeit nach rechts ab und bewegte sich entlang der linken Wand des dynamischen Hindernisses 20, welche die linke Seite der mobilen Robotervorrichtung ist. Falls es so viele Kartengitter gibt, die durch dynamische Hindernisse 20 belegt sind, dass die mobile Robotervorrichtung immer noch die Bewegung entlang der linken Wand fortsetzen muss, falls beispielsweise das dynamische Hindernis 20 in 4C die Kartengitter 201d, 201i belegt und ein anderes dynamisches Hindernis 20' vor der mobilen Robotervorrichtung erfasst wird, d. h. das Kartengitter 201q in 4C durch das dynamische Hindernis 20' belegt worden ist, begegnet die mobile Robotervorrichtung trotzdem dem Hindernis, wenn sie sich entlang der linken Wand bewegt. Unter einem solchen Umstand biegt die mobile Robotervorrichtung zurück ab.
  • Zu dieser Zeit biegt die mobile Robotervorrichtung am Kartengitter 201 mit der Identifikationsnummer 201h zurück ab, d. h. um 180°. Nach dem Abbiegen zurück bewegt sie sich weiter entlang dem dynamischen Hindernis 20 auf der anderen Seite, und die andere Seite ist nun die rechte Seite. Die mobile Robotervorrichtung, die sich weiter entlang dem dynamischen Hindernis 20 auf der rechten Seite bewegt, bewegt sich durch die Kartengitter 201 mit den Identifikationsnummern 201c, 201k, 201l, 201m und 201e.
  • Als nächstes bestimmt in Schritt 337 des Bewegungsschritts 33 zum Vermeiden dynamischer Hindernisse, wenn die Bewegung in Schritt 333 und Schritt 335 erfolgt, die mobile Robotervorrichtung, ob sie die Bewegungsroute 18 erreicht hat. Falls dies der Fall ist, bewegt sie sich weiter entlang der Bewegungsroute 18.
  • Die mobile Robotervorrichtung, die sich in Schritt 333 und Schritt 335 bewegt, erreicht das Kartengitter mit der Identifikationsnummer 201e. Wenn das Kartengitter 201 mit der Identifikationsnummer 201e erreicht wird, bestimmt die mobile Robotervorrichtung, dass sie die Bewegungsroute 18 erreicht hat.
  • Dann wiederholt sie in Schritt 339 des Bewegungsschritts 33 zum Vermeiden dynamischer Hindernisse die Schritte 331 bis 337, bis die den Zielpunkt erreicht. Die mobile Robotervorrichtung, welche die dynamischen Hindernisse 20, 20' vermeidet, bewegt sich entsprechend dem Bewegungsverfahren aus den Schritten 331 bis 337 durch die Kartengitter 201 mit den Identifikationsnummern 201f, 201g, 201n, 201o und 201p und erreicht schließlich den Zielpunkt 14b.
  • 6 zeigt ein Strukturdiagramm der mobilen Robotervorrichtung, die das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet. Die Hardwarezusammensetzung der mobilen Robotervorrichtung, die das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, kann eine herkömmliche Zusammensetzung sein. Das Routenplanungsverfahren 10 und das Navigationsverfahren 30 gemäß der vorliegenden Erfindung können in Programmcodes programmiert werden, und die Programmcodes werden in einen Flash-Speicher 403 geschrieben. Es wird mindestens ein Sensor 405 zum Erfassen von Hindernissen verwendet. Der Hauptprozessor 401 führt die Programmcodes aus und empfängt das durch die Sensoren 405 erzeugte Signal. Die Bewegungsmechanismuseinheit 409 wird verwendet, um zumindest die mobile Robotervorrichtung so anzutreiben, dass sie sich nach vorne bewegt, abbiegt und die Bewegung unterbricht, und die Bewegungsmechanismuseinheit 409 wird durch den Hauptprozessor 401 gesteuert. Weil die digitalen Daten für das jeweilige Netzgitterdiagramm 20, die auf der Grundlage der physikalischen Umgebung 5 erzeugt sind, im Speicher 407 gespeichert werden, kann der Speicher 407 einen flüchtigen und einen nichtflüchtigen Speicher verwenden.
  • Zusammenfassend sei bemerkt, dass das Routenplanungsverfahren und das Navigationsverfahren zum Vermeiden dynamischer Hindernisse gemäß der vorliegenden Erfindung in der mobilen Robotervorrichtung verwendet werden können. Daher müssen lediglich die digitalen Kartendaten, die der physikalischen Umgebung entsprechen, in die mobile Robotervorrichtung eingegeben werden. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die mobile Robotervorrichtung dann die Bewegungsroute vom Anfangspunkt bis zum Zielpunkt planen kann, die dynamischen Hindernisse auf der Grundlage des Navigationsverfahrens schnell vermeiden kann und sich weiter zum Ziel bewegen kann.
  • Die detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen wird zum klaren Beschreiben der Merkmale und des Gedankens der vorliegenden Erfindung verwendet, diese offenbarten bevorzugten Ausführungsformen sollen jedoch den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränken. Vielmehr sollen alle Änderungen und gleichwertige Anordnungen innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche der vorliegenden Erfindung abgedeckt werden.

Claims (7)

  1. Routenplanungsverfahren für eine mobile Robotervorrichtung, welches zum Versehen einer mobilen Robotervorrichtung mit der Bewegungsroute in einer physikalischen Umgebung vorgesehen ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Erzeugen eines jeweiligen Netzgitterdiagramms auf der Grundlage der physikalischen Umgebung, wobei das Netzgitterdiagramm mehrere Kartengitter aufweist, welche Hindernisparameterwerte enthalten, und wobei die Hindernisparameterwerte für jedes Kartengitter durch den Ort eines Hindernisses in der physikalischen Umgebung am jeweiligen Ort festgelegt sind, fortlaufendes Ausbreiten des Kartengitters von einem Anfangspunkt zum Zielpunkt in Richtung zu benachbarten Kartengittern, bis die ausgebreiteten Kartengitter einander treffen, und Definieren jedes Kartengitters in der Ausbreitungsspur, um einander als Bewegungsroute zu treffen.
  2. Routenplanungsverfahren für eine mobile Robotervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ecken des Netzgitterdiagramms als fortlaufende Hindernisse definiert werden.
  3. Routenplanungsverfahren für eine mobile Robotervorrichtung nach Anspruch 1, wobei mehreren Kartengittern im Netzgitterdiagramm ferner eine Identifikationsnummer zugewiesen wird.
  4. Routenplanungsverfahren für eine mobile Robotervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Schritt des fortlaufenden Ausbreitens des Kartengitters vom Anfangspunkt zum Zielpunkt in Richtung zu dem benachbarten Kartengitter enthält, das Kartengitter fortlaufend vom Anfangspunkt zum Zielpunkt in Richtung zu dem benachbarten Kartengitter in einer Kreuzform auszubreiten.
  5. Routenplanungsverfahren für eine mobile Robotervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Schritt des fortlaufenden Ausbreitens des Kartengitters vom Anfangspunkt zum Zielpunkt in Richtung zu dem benachbarten Kartengitter enthält, das Kartengitter fortlaufend vom Anfangspunkt zum Zielpunkt in Richtung des benachbarten Kartengitters in einer ”*”-Form auszubreiten.
  6. Routenplanungsverfahren für eine mobile Robotervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Verfahren ferner auf der Größe des mobilen Roboters beruht, die belegten Kartengitter ferner relativ nach außen an die Kartengitter anzupassen, die durch Hindernisse im Netzgitterdiagramm belegt sind, und die Hindernisparameterwerte für die als belegt angepasstes Kartengitter zu konfigurieren.
  7. Navigationsverfahren zum Vermeiden dynamischer Hindernisse für eine mobile Robotervorrichtung, welches die folgenden Schritte umfasst: den Schritt des Planens der Bewegungsroute: Erzeugen eines jeweiligen Netzgitterdiagramms auf der Grundlage der physikalischen Umgebung, wobei das Netzgitterdiagramm mehrere Kartengitter aufweist, welche Hindernisparameterwerte enthalten, und wobei die Hindernisparameterwerte für jedes Kartengitter durch den Ort eines Hindernisses in der physikalischen Umgebung am jeweiligen Ort festgelegt sind, fortlaufendes Ausbreiten des Kartengitters von einem Anfangspunkt zum Zielpunkt in Richtung zu benachbarten Kartengittern, bis die ausgebreiteten Kartengitter einander treffen, und Definieren jedes Kartengitters in der Ausbreitungsspur, um einander als Bewegungsroute zu treffen, den Bewegungsschritt zum Vermeiden dynamischer Hindernisse: (a) Bewegen entlang der Bewegungsroute aus dem Schritt des Planens der Bewegungsroute und Definieren von Hindernissen als dynamische Hindernisse, bevor in einen Ort auf halbem Wege eingetreten wird und wenn die Hindernisse als nicht zu den ursprünglichen Hindernissen in der physikalischen Umgebung gehörend erfasst werden, (b) Abbiegen am Ort, das als mit den dynamischen Hindernissen erfasst wurde, in der Abbiegerichtung entsprechend der Abbiegerichtung am nächsten Abbiegeort zum Ort auf halbem Wege und, nach dem Abbiegen, fortlaufendes Bewegen entlang dem dynamischen Hindernis auf der rechten Seite, falls das vorhergehende Abbiegen ein Abbiegen nach links war, oder fortlaufendes Bewegen entlang dem dynamischen Hindernis auf der linken Seite, falls das vorhergehende Abbiegen ein Abbiegen nach rechts war, (c) falls ferner ein neues dynamisches Hindernis vorne erfasst wird und die kontinuierliche Bewegung entlang der Seite des dynamischen Hindernisses nicht erfolgen kann, Abbiegen zurück an den Ort, an dem ein neues dynamisches Hindernis erfasst wird, und, nach dem Abbiegen zurück, fortlaufendes Bewegen entlang dem dynamischen Hindernis auf der anderen Seite, (d) Bestimmen während der Bewegung in den Schritten (b) und (c), ob die Bewegung zu der Bewegungsroute erfolgt, und falls dies der Fall ist, fortlaufendes Bewegen entlang der Bewegungsroute und (e) Wiederholen der Schritte (a) bis (d), bis der Zielpunkt erreicht wird.
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102313547A (zh) * 2011-05-26 2012-01-11 东南大学 基于手绘轮廓语义地图的移动机器人视觉导航方法
CN107305383A (zh) * 2016-04-22 2017-10-31 上海慧流云计算科技有限公司 一种自动避障的方法及使用该方法的机器人
CN107357293A (zh) * 2017-07-31 2017-11-17 上海应用技术大学 移动机器人路径规划方法和系统
DE102017120218A1 (de) * 2017-09-01 2019-03-07 RobArt GmbH Bewegungsplanung für autonome mobile roboter
CN109782763A (zh) * 2019-01-18 2019-05-21 中国电子科技集团公司信息科学研究院 一种动态环境下的移动机器人路径规划方法
CN110531725A (zh) * 2019-09-19 2019-12-03 上海机器人产业技术研究院有限公司 一种基于云的地图共享方法
CN111435256A (zh) * 2019-01-12 2020-07-21 上海航空电器有限公司 一种基于栅格地图的飞行器自动地形规避方法
CN111551184A (zh) * 2020-03-27 2020-08-18 上海大学 一种移动机器人slam的地图优化方法及系统
CN111781936A (zh) * 2020-08-07 2020-10-16 深圳中智永浩机器人有限公司 机器人路径规划方法、装置、机器人及计算机可读存储介质
US10901425B2 (en) 2018-11-30 2021-01-26 Honda Motor Co., Ltd. Systems and methods for navigational planning
CN112540609A (zh) * 2020-07-30 2021-03-23 深圳优地科技有限公司 路径规划方法、装置、终端设备及存储介质
US11022976B2 (en) * 2016-12-29 2021-06-01 Amicro Semiconductor Corporation Path planning method of intelligent robot
CN112985405A (zh) * 2021-02-18 2021-06-18 湖南国科微电子股份有限公司 一种机器人全覆盖路径规划方法、装置、设备及介质

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102313547B (zh) * 2011-05-26 2013-02-13 东南大学 基于手绘轮廓语义地图的移动机器人视觉导航方法
CN102313547A (zh) * 2011-05-26 2012-01-11 东南大学 基于手绘轮廓语义地图的移动机器人视觉导航方法
CN107305383A (zh) * 2016-04-22 2017-10-31 上海慧流云计算科技有限公司 一种自动避障的方法及使用该方法的机器人
US11022976B2 (en) * 2016-12-29 2021-06-01 Amicro Semiconductor Corporation Path planning method of intelligent robot
CN107357293A (zh) * 2017-07-31 2017-11-17 上海应用技术大学 移动机器人路径规划方法和系统
DE102017120218A1 (de) * 2017-09-01 2019-03-07 RobArt GmbH Bewegungsplanung für autonome mobile roboter
US10901425B2 (en) 2018-11-30 2021-01-26 Honda Motor Co., Ltd. Systems and methods for navigational planning
CN111435256A (zh) * 2019-01-12 2020-07-21 上海航空电器有限公司 一种基于栅格地图的飞行器自动地形规避方法
CN109782763A (zh) * 2019-01-18 2019-05-21 中国电子科技集团公司信息科学研究院 一种动态环境下的移动机器人路径规划方法
CN109782763B (zh) * 2019-01-18 2021-11-23 中国电子科技集团公司信息科学研究院 一种动态环境下的移动机器人路径规划方法
CN110531725A (zh) * 2019-09-19 2019-12-03 上海机器人产业技术研究院有限公司 一种基于云的地图共享方法
CN110531725B (zh) * 2019-09-19 2022-11-04 上海机器人产业技术研究院有限公司 一种基于云的地图共享方法
CN111551184A (zh) * 2020-03-27 2020-08-18 上海大学 一种移动机器人slam的地图优化方法及系统
CN111551184B (zh) * 2020-03-27 2021-11-26 上海大学 一种移动机器人slam的地图优化方法及系统
CN112540609A (zh) * 2020-07-30 2021-03-23 深圳优地科技有限公司 路径规划方法、装置、终端设备及存储介质
CN111781936A (zh) * 2020-08-07 2020-10-16 深圳中智永浩机器人有限公司 机器人路径规划方法、装置、机器人及计算机可读存储介质
CN112985405A (zh) * 2021-02-18 2021-06-18 湖南国科微电子股份有限公司 一种机器人全覆盖路径规划方法、装置、设备及介质
CN112985405B (zh) * 2021-02-18 2023-06-09 湖南国科微电子股份有限公司 一种机器人全覆盖路径规划方法、装置、设备及介质

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