[發明專利]未知環境下移動機器人導航安全的方法

有效

• 申請號: 200910044273.5
• 申請日: 2009-09-04
• 公開（公告）號: CN101650568A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發明（設計）人: 王耀南;朱江;許海霞;余洪山;萬琴;劉理
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G05D1/00
• 分類號: G05D1/00;G05B13/02
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所
• 代理人: 顏 勇

技術領域

本發明屬于機器人導航和人工智能控制技術領域，涉及未知環境下移動機器人導航安全的方法。

背景技術

近20年來，人工智能技術和計算機技術的飛速發展，自主智能移動機器人研究取得了重大關注。目前智能移動機器人廣泛應用于工農業、交通運輸、軍事、醫療衛生等行業，以解決危險環境下工作問題和取代人類繁重工作。行為控制和人工勢場法是移動機器人自主導航系統中的兩種最常見方法，機器人根據當前局部范圍內獲取的傳感器信息(紅外、聲納、激光等測距信息、視覺信息等)進行決策，改變轉向角和運動速度以避免向期望目標方向行駛過程中與障礙物發生碰撞。

移動機器人在行走過程中，首先要求避免危險情況如碰撞等，將機器人停留于安全的操作環境下。但是機器人所處環境未知、復雜多變，當前根據設計者經驗離線設計的自主導航系統很難保證適應所有環境或突發的情況，在實際運行過程中自主導航系統的決策輸出(轉向角和運動速度)是否正確，如果是錯誤的如何糾正避免發生碰撞事故，難以人工及時干預。一般采用在移動機器人周邊安裝觸覺傳感器和軟墊，觸覺傳感器感應發生碰撞后緊急制動，并由軟墊緩沖碰撞力，但這只是一種事后行為，并沒有起到提前預防的作用。因此，亟需一種在線自動判斷移動機器人的自主導航系統決策信息正確性和更正錯誤指令的解決方案，在事故發生前能及時更正，消除隱患。

發明內容

本發明的所要解決的技術問題是提供一種未知環境下移動機器人導航安全的方法，以在線自動判斷移動機器人的自主導航系統決策信息正確性和更正錯誤指令，能夠克服單一的自主導航決策系統難以適用于所有環境和突發情況的缺點，更正自主導航系統輸出的錯誤信息，避免移動機器人因自主導航系統的錯誤決策導致碰撞等事故，提高自主導航系統的可靠性，確保移動機器人在未知環境下探索和運動過程中的安全。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案為：

一種未知環境下移動機器人導航安全的方法，其特征在于，首先實時創建局部柵格地圖；采用基于模糊神經網絡輸出作用于移動機器人運動機構的最終速度；

所述的基于模糊神經網絡的輸入信號為3個：由局部柵格地圖計算當前環境對機器人虛擬排斥力F、移動機器人自主導航系統輸出的轉向角和運動速度V；

所述的當前環境對機器人的虛擬排斥力的計算公式為：F=Σi,jFr(i,j);]]>F_r(i，j)為單個柵格c(i，j)對移動機器人產生的虛擬排斥力；且Fr(i,j)=FcB(i,j)d(i,j)k(xi-x0d(i,j)x→+yi-y0d(i,j)y→);]]>其中：