[發(fā)明專利]基于傳感器網(wǎng)絡(luò)動態(tài)環(huán)境監(jiān)測的室內(nèi)移動機器人路徑規(guī)劃方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410191560.X
• 申請日: 2014-05-08
• 公開（公告）號: CN105091884A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張云洲;諶睿;楊恒贊
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于傳感器網(wǎng)絡(luò)動態(tài)環(huán)境監(jiān)測的室內(nèi)移動機器人路徑規(guī)劃方法，利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)對室內(nèi)動態(tài)環(huán)境進行信息采集構(gòu)成連續(xù)的全局三維地圖，并將其經(jīng)過二值化處理構(gòu)成0-1柵格圖來建立動態(tài)環(huán)境模型；移動機器人機載Cricket節(jié)點通過無線方式與屋頂部署的WSN網(wǎng)絡(luò)建立通信聯(lián)系，獲得最鄰近的3個節(jié)點與自身的相對距離，并采取最小二乘算法估算自己的位置；結(jié)合機器人當(dāng)前的位置與障礙物的信息，采用D*Lite算法對移動機器人進行動態(tài)路徑規(guī)劃。

2.權(quán)利要求1所述的基于傳感器網(wǎng)絡(luò)動態(tài)環(huán)境監(jiān)測的室內(nèi)移動機器人路徑規(guī)劃方法，其特征在于：基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境建模和采用D*Lite算法對移動機器人進行路徑規(guī)劃，包含如下的具體步驟：

步驟1、在目標(biāo)環(huán)境中部署Cricket節(jié)點，通過ZigBee協(xié)議組成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，Cricket節(jié)點采用超聲波方式進行探測，獲取傳感器節(jié)點距離障礙物或地面的高度數(shù)據(jù)；

步驟2、如果地面存在障礙物時，測得的距離將小于沒有障礙物時測得的到地面的距離，由此判斷地面是否存在障礙物，并將之作為每個節(jié)點的局部環(huán)境信息；

步驟3、通過串行通信使移動機器人與機載Cricket節(jié)點建立數(shù)據(jù)聯(lián)系，從鄰近的3個以上節(jié)點獲得相對距離信息，并采用最小二乘算法估算自身的位置；

步驟4、所有WSN節(jié)點獲得的局部環(huán)境信息在Sink節(jié)點上進行匯集形成全局的環(huán)境信息，將測量所獲得的離散的障礙物高度數(shù)據(jù)進行插值處理，進而構(gòu)建連續(xù)的機器人工作區(qū)域環(huán)境三維圖，獲得整個活動空間中每個位置處的環(huán)境信息；

步驟5、根據(jù)重建出的三維環(huán)境模型、對象特征和機器人性能對環(huán)境信息進行處理，建立網(wǎng)格模型，并根據(jù)處理的結(jié)果對柵格單元進行賦值，從而得到二值化的柵格地圖；

步驟6、在建立環(huán)境模型、形成柵格地圖后，采用D*Lite算法根據(jù)機器人的當(dāng)前位置和目標(biāo)位置進行路徑規(guī)劃，并且在行進過程中根據(jù)環(huán)境的變化進行路徑調(diào)整和優(yōu)化。