[發明專利]一種應用于智能機器人移動路徑的計算方法

在審

• 申請號: 202110047987.2
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112857390A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 吳倩楠
• 申請（專利權）人: 江蘇智派戰線智能科技有限公司
• 主分類號: G01C21/36
• 分類號: G01C21/36;G01C21/34
• 代理公司: 北京哌智科創知識產權代理事務所(普通合伙) 11745
• 代理人: 曾倩瑩

1.一種應用于智能機器人移動路徑的計算方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1、選擇工具軟件，選取ROS作為系統，選取MATLAB作為設計和仿真工具，確定MATLAB和ROS的通信方案；

S2、分析ROS系統的兩種成果展示，分別包括真實機器人和仿真機器人的成果，其中真實機器人的循環導航效果：必須先在rviz中使用Cycle_Goal給出導航點，再使用NavPanel給出循環次數和發起導航，使用NavPanel時輸入循環次數后需要按下回車建(只能按一次)，發起導航需要按回車鍵(只能按一次)；自主巡墻建圖效果：開啟以后需要使用PublishPoint點四個點標出需要探索的范圍，再在有地圖的地方點最后一個點使探索樹可行，點完五個點以后，需要使用2D Nav Goal開啟自主探索；仿真機器人的循環導航效果包括av_demo效果：與先前的真實機器人不同，在仿真中，如果想完成一個完整的Nav，需要多個nav_demo，這是其中一個demo的展示效果圖；

S3、對比現有路徑移動算法，確定最終算法，通過對Dijkstra算法、Q-Learning算法、Bidirectional RRT/RRT Connect算法和RRT算法、Fuzzy算法、GA算法、potential算法和PRM算法的解析，得出最終計算方法：避免局部最優：設置系數，使得智能體有一定的概率采取最優行為，也有一定概率隨即采取所有可采取的行動，將走過的路徑納入記憶庫，避免小范圍內的循環；

增加斜向運動：將斜向運動的獎勵值設置為√2/2，取近似值0.707，可以避免出現如機器人先向左上方移動再向左下方移動而不選擇直接向左移動兩格的情況；

S4、確定地位算法：根據TOA原理：測量待定位節點MS(x，y)與發送端(xi，yi)的信號之間的到達時間，然后轉換為距離，從而進行定位，三個基站到MS的距離分別為r1，r2，r3，以各自基站為圓心測量距離為半徑，繪制三個圓，其交點即為MS的位置，當三個基站都是LOS基站時，一般可以根據最小二乘(LS)算法計算MS的估計位。

2.根據權利要求1所述的一種應用于智能機器人移動路徑的計算方法，其特征在于：所述ROS是一個分布式的進程(也就是“節點”)框架，這些進程被封裝在易于被分享和發布的程序包和功能包中；所述ROS同時可支持一種類似于代碼儲存庫的聯合系統，這個系統也可以實現工程的協作及發布，可以使一個工程的開發和實現從文件系統到用戶接口完全獨立決策(不受ROS限制)，所有的工程都可以被ROS的基礎工具整合在一起。

3.根據權利要求1所述的一種應用于智能機器人移動路徑的計算方法，其特征在于：所述MATLAB(矩陣實驗室)包括數值分析單元、數值和符號計算單元、工程與科學繪圖單元、控制系統的設計與仿真單元、數字圖像處理大院、數字信號處理單元、財務與金融工程單元。

4.根據權利要求1所述的一種應用于智能機器人移動路徑的計算方法，其特征在于：所述MATLAB包括多種模塊集和工具箱，用戶可以直接使用工具箱學習、應用和評估不同的方法而不需要自己編寫代碼，其領域包括數據采集、數據庫接口、概率統計、樣條擬合、優化算法、偏微分方程求解、神經網絡、小波分析、信號處理、圖像處理、系統辨識、控制系統設計、LMI控制、魯棒控制、模型預測、模糊邏輯、金融分析、地圖工具、非線性控制設計、實時快速原型及半物理仿真、嵌入式系統開發、定點仿真、DSP與通訊和電力系統仿真。