【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及電子機(jī)器人
，更具體地說(shuō)，是涉及一種移動(dòng)機(jī)器人的自動(dòng)規(guī)劃路徑方法及移動(dòng)機(jī)器人。
技術(shù)介紹
移動(dòng)機(jī)器人(Mobile robot)是一種由傳感器、遙控操作器和自動(dòng)控制的移動(dòng)載體組成的機(jī)器人系統(tǒng)，是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一門(mén)綜合學(xué)科集成應(yīng)用的產(chǎn)品，它集中了機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制以及人工智能等多學(xué)科最新研究成果，代表了機(jī)電一體化的最高成就。移動(dòng)機(jī)器人具有移動(dòng)功能，在代替人從事危險(xiǎn)、惡劣環(huán)境下作業(yè)和人所不及的環(huán)境作業(yè)方面，比一般機(jī)器人有更大的機(jī)動(dòng)性、靈活性。移動(dòng)機(jī)器人已經(jīng)逐漸應(yīng)用與工業(yè)生產(chǎn)農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等不同行業(yè)。在移動(dòng)機(jī)器人相關(guān)技術(shù)的研究中，導(dǎo)航技術(shù)是其核心，而路徑規(guī)劃是導(dǎo)航研究的一個(gè)重要環(huán)節(jié)和課題。所謂路徑規(guī)劃是指移動(dòng)機(jī)器人按照某一性能指標(biāo)(如距離、時(shí)間、能源消耗等)搜索一條從起始狀態(tài)到目標(biāo)狀態(tài)的最優(yōu)或次優(yōu)路徑。路徑規(guī)劃主要涉及的問(wèn)題包括：(1)利用獲得的移動(dòng)機(jī)器人環(huán)境信息建立較為合理的模型，再用某種算法尋找一條從起始狀態(tài)到目標(biāo)狀態(tài)的最優(yōu)或近似最優(yōu)的無(wú)碰撞路徑；(2)能夠處理環(huán)境模型中的不確定因素和路徑跟蹤中出現(xiàn)的誤差，使外界物體對(duì)機(jī)器人的影響降到最小；(3)利用已知的所有信息來(lái)引導(dǎo)機(jī)器人的動(dòng)作，從而得到相對(duì)更優(yōu)的行為決策。目前，對(duì)于移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃技術(shù)的研究已經(jīng)取得了大量的
成果，許多科學(xué)家從不同方面進(jìn)行了研究。其中，從機(jī)器人對(duì)環(huán)境感知的角度，移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃方法的研究分為三種類(lèi)型：基于環(huán)境模型的規(guī)劃方法、基于事例學(xué)習(xí)的規(guī)劃方法和基于行為的路徑規(guī)劃方法；從機(jī)器人對(duì)環(huán)境信息掌握的程度，又可分為基于環(huán)境先驗(yàn)完全信息的全局路徑...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種移動(dòng)機(jī)器人的自動(dòng)規(guī)劃路徑方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：采集環(huán)境信息；通過(guò)采集到的環(huán)境信息對(duì)移動(dòng)機(jī)器人準(zhǔn)備進(jìn)行路徑規(guī)劃的區(qū)域進(jìn)行建模以構(gòu)建二維平面坐標(biāo)圖，并確定起點(diǎn)、終點(diǎn)和障礙物的坐標(biāo)位置；基于二維平面坐標(biāo)圖，對(duì)移動(dòng)機(jī)器人從起點(diǎn)到終點(diǎn)的路徑通過(guò)基于Sobol序列的種群初始化和動(dòng)態(tài)調(diào)整擾動(dòng)系數(shù)更新種群的螢火蟲(chóng)算法進(jìn)行路徑尋優(yōu)，從而在二維平面坐標(biāo)圖中規(guī)劃擬行進(jìn)的優(yōu)化路徑；根據(jù)規(guī)劃完成的優(yōu)化路徑，驅(qū)使移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行移動(dòng)。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種移動(dòng)機(jī)器人的自動(dòng)規(guī)劃路徑方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：采集環(huán)境信息；通過(guò)采集到的環(huán)境信息對(duì)移動(dòng)機(jī)器人準(zhǔn)備進(jìn)行路徑規(guī)劃的區(qū)域進(jìn)行建模以構(gòu)建二維平面坐標(biāo)圖，并確定起點(diǎn)、終點(diǎn)和障礙物的坐標(biāo)位置；基于二維平面坐標(biāo)圖，對(duì)移動(dòng)機(jī)器人從起點(diǎn)到終點(diǎn)的路徑通過(guò)基于Sobol序列的種群初始化和動(dòng)態(tài)調(diào)整擾動(dòng)系數(shù)更新種群的螢火蟲(chóng)算法進(jìn)行路徑尋優(yōu)，從而在二維平面坐標(biāo)圖中規(guī)劃擬行進(jìn)的優(yōu)化路徑；根據(jù)規(guī)劃完成的優(yōu)化路徑，驅(qū)使移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行移動(dòng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)機(jī)器人的自動(dòng)規(guī)劃路徑方法，其特征在于，所述基于二維平面坐標(biāo)圖，對(duì)移動(dòng)機(jī)器人從起點(diǎn)到終點(diǎn)的路徑通過(guò)基于Sobol序列的種群初始化和動(dòng)態(tài)調(diào)整擾動(dòng)系數(shù)更新種群的螢火蟲(chóng)算法進(jìn)行路徑尋優(yōu)，從而在二維平面坐標(biāo)圖中規(guī)劃擬行進(jìn)的優(yōu)化路徑的步驟具體包括：導(dǎo)入螢火蟲(chóng)算法的基本參數(shù)，并初始化螢火蟲(chóng)算法的各個(gè)基本參數(shù)；采用Sobol序列初始化種群，產(chǎn)生popN個(gè)螢火蟲(chóng)的位置，計(jì)算每只螢火蟲(chóng)的目標(biāo)函數(shù)以得到所對(duì)應(yīng)的亮度，并選擇亮度最大的作為最優(yōu)位置；計(jì)算每只螢火蟲(chóng)的吸引度，由具有最大亮度的螢火蟲(chóng)來(lái)引導(dǎo)其他螢火蟲(chóng)的移動(dòng)，更新每只螢火蟲(chóng)的位置，并重新計(jì)算螢火蟲(chóng)的亮度；當(dāng)達(dá)到最大搜索次數(shù)，則輸出最優(yōu)個(gè)體并停止算法，否則，重新計(jì)算
\t每只螢火蟲(chóng)的吸引度。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動(dòng)機(jī)器人的自動(dòng)規(guī)劃路徑方法，其特征在于，所述Sobol序列是以2為基，由一組方向數(shù)V1，V2，V3，…，Vi…，Vn生成，其中，Vi∈(0，1)，在Sobol序列中，第i個(gè)元素第j維的值可按公式得到：4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動(dòng)機(jī)器人的自動(dòng)規(guī)劃路徑方法，其特征在于，所述螢火蟲(chóng)的吸引度的計(jì)算公式為： β i j = β 0 * e - γd i j 2 ; ]]>式中，β0是兩只螢火蟲(chóng)距離為零時(shí)的吸引力，γ是光吸收系數(shù)，dij是螢火蟲(chóng)i和螢火蟲(chóng)j之間的距離。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的移動(dòng)機(jī)器人的自動(dòng)規(guī)劃路徑方法，其特征在于，所述螢火蟲(chóng)的位置更新公式為：Xj(t+1)＝Xj(t)+βij(Xi(t)-Xj(t))+α(t)*εj； α ( t ) = α b e g i n + ( α b e g i n - α e n d ) * [ 2 t T - ( t T ) 2 ] ; ]]>式中，Xi(t)和Xj(t)分別是螢火蟲(chóng)i和螢火蟲(chóng)j在第t次迭代時(shí)的空間位置，α是擾動(dòng)系數(shù)，εj是隨機(jī)數(shù)向...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉曉勇，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：廣東技術(shù)師范學(xué)院，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：廣東;44
還沒(méi)有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。