[發明專利]一種仿動物空間認知的多機器人聯合目標搜尋方法

有效

• 申請號: 201210447643.1
• 申請日: 2012-11-09
• 公開（公告）號: CN102915039A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 倪建軍;王楚;邵琳;仰曉芳;吳文波
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: G05D1/12
• 分類號: G05D1/12;G05B13/04
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種仿動物空間認知的多機器人聯合目標搜尋方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）首先判斷信息是否匹配成功；在執行新的目標搜尋任務時，多機器人系統中每個機器人首先根據獲得的信息與存儲設備中的認知地圖信息進行匹配，若匹配成功，調用已知地圖進行目標搜尋工作，然后進入步驟（7）；若匹配不成功，則進入步驟（2）；

（2）建立各機器人的運動學模型及傳感器模型；

（3）完成攝像機內部參數的標定和匹配，然后在已經建立的視覺傳感器模型的基礎上讀出目標物的深度信息，對環境中的物體進行識別；

（4）利用自組織吸引子網絡算法模型來進行機器人的定位；各機器人利用仿動物空間認知的自組織吸引子網絡算法模型來進行機器人的定位，每個機器人利用探測到的環境信息構建各自的認知地圖，并利用該地圖進行定位和路徑規劃；

（5）建立環境地圖和多機器人的地圖融合；每個機器人單獨進行搜索任務，同時將各自的地圖信息，即自組織吸引子網絡中各個位置細胞的活性值進行廣播，每個機器人利用得到的其他機器人地圖信息進行地圖融合，直至每個單個機器人中都獲得一張完整的環境地圖，并將該地圖保存在機器人的存儲設備中；

（6）導航和目標搜尋；機器人利用該完整的環境地圖進行目標搜尋，并規劃出到達目標的最佳路徑，協作完成未知環境下的目標搜尋任務；

（7）判斷任務是否完成；若任務完成，則搜尋任務結束；否則，則繼續進入步驟（2），重新進行地圖構建和目標搜尋過程。

2.根據權利要求1所述的一種仿動物空間認知的多機器人聯合目標搜尋方法，其特征在于，所述步驟（1）中，多機器人系統中每個機器人被看成一個智能體，每個機器人都設置有里程計、兩個攝像頭、無線通訊設備及存儲設備。

3.根據權利要求1所述的一種仿動物空間認知的多機器人聯合目標搜尋方法，其特征在于，所述步驟（2）中，以移動機器人的重心為每個機器人的坐標系原點，建立各機器人的運動學模型，機器人的狀態變量為(x，y，θ)^T，其中(x，y)為機器人在平面坐標系中的坐標，θ為機器人方向角；

每個機器人的攝像頭采用交向擺放方式，以兩個攝像頭光心的中點為原點，建立視覺傳感器模型，狀態變量為(x，y，z，x_l，y_l，x_r，y_r)^T,其中(x，y，z)為空間某目標點，(x_l，y_l)和(x_r，y_r)分別是目標點在左右兩臺攝像機平面上的投影點坐標。

4.根據權利要求1所述的一種仿動物空間認知的多機器人聯合目標搜尋方法，其特征在于，所述步驟（4）中，所述自組織吸引子網絡算法模型為模擬動物大腦的空間認知模型，所述自組織吸引子網絡算法模型設有位置細胞、頭方向細胞及前進速度細胞。