[發明專利]一種基于UNITY引擎的移動機器人仿真系統及方法

在審

• 申請號: 202010193544.X
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111414688A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 沈文婷;孫競;鄭軍奇;孟敏銳
• 申請（專利權）人: 上海機器人產業技術研究院有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 上海璀匯知識產權代理事務所(普通合伙) 31367
• 代理人: 王文穎

1.一種基于UNITY引擎的移動機器人仿真系統，其特征在于，由數學建模工具和場景建模工具完成系統搭建，包括仿真環境及智能控制算法，其中：

仿真環境包括使用場景建模工具完成的傳感器仿真、移動機器人本體仿真、移動機器人動力學仿真、移動機器人控制仿真以及環境建模，場景環境建模為傳感器仿真、移動機器人本體仿真、移動機器人動力學仿真和移動機器人控制仿真提供虛擬場景和環境基礎；

智能控制算法為使用數學建模工具實現的移動機器人避障、尋路以及路徑規劃的智能控制算法；

傳感器仿真、移動機器人本體仿真、移動機器人動力學仿真以及環境建模運行于客戶端，移動機器人控制仿真及智能控制算法運行于服務器端；

客戶端與服務器端之間通過以太網傳輸數據并實時保持通訊，通過以太網把仿真環境中由傳感器仿真采集的傳感器數據發送給智能控制算法，由智能控制算法經過計算后，把產生的控制指令集發送給仿真環境，由移動機器人動力學仿真及移動機器人控制移動機器人本體仿真在仿真環境中的運動，運動過程中，由傳感器仿真采集傳感器數據反饋給智能控制算法。

2.如權利要求1所述的一種基于UNITY引擎的移動機器人仿真系統，其特征在于，所述數學建模工具采用MATLAB；所述場景建模工具采用Unity。

3.如權利要求1所述的一種基于UNITY引擎的移動機器人仿真系統，其特征在于，可定制化用于傳輸數據的傳輸數據協議，以實現所述移動機器人仿真系統的復用性和通用性。

4.一種基于UNITY引擎的移動機器人仿真方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：在服務器端和客戶端之間建立通訊通道，服務器端保持接收狀態，等待客戶端的驗證數據；

步驟二：服務器端接收到服務器端發送的驗證數據后，驗證該驗證數據是否正確，若不正確，則斷開與服務器端的連接，若正確，則服務器端向客戶端反饋通過驗證的驗證消息后進入步驟三，并且進入步驟三的同時，客戶端驗證該驗證消息是否正確，若不正確，則斷開與服務器端的連接，若正確，則與服務器端繼續保持連接狀態，同時客戶端向服務器端發送初始化消息，進入步驟四；

步驟三：服務器端初始化驗證程序后進入步驟四；

步驟四：服務器端通過驗證程序驗證接收到的初始化消息，若初始化消息通過審核，則服務器端向客戶端發送初始化消息驗證通過消息，若未通過審核，則返回步驟三；

步驟五：客戶端接收到初始化消息驗證通過消息后，開啟運動模式：首先，移動機器人控制仿真控制移動機器人本體仿真的運動速度，移動機器人動力學仿真執行運動仿真，最后通過傳感器仿真采集仿真數據并向智能控制算法發送傳感器數據，場景環境建模向智能控制算法發送環境信息數據；

步驟六：服務端接收到環境信息數據和傳感器數據后，智能控制算法利用接收到的數據來建圖和避障，得到移動機器人的前進和轉向數據，同時發送給客戶端；

步驟七：客戶端利用接收的移動機器人前進和轉向數據，由移動機器人控制仿真實時控制移動機器人本體仿真運動，并實時判斷是否向服務器端發送移動停止命令，若客戶端判斷向服務器端發送停止指令，則客戶端關閉連接并終止仿真；

步驟八：服務器端接收到停止命令時，即關閉與客戶端的連接并終止服務器程序。