[發(fā)明專利]一種工業(yè)巡檢機(jī)器人路徑規(guī)劃方法及系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110620351.2
• 申請日: 2021-06-03
• 公開（公告）號: CN113359725A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李坤;華娟;孫勇
• 申請（專利權(quán)）人: 南京軒世琪源軟件科技有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種工業(yè)巡檢機(jī)器人路徑規(guī)劃方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

步驟一、根據(jù)實(shí)際環(huán)境利用柵格劃分區(qū)域，構(gòu)建工業(yè)機(jī)器人巡檢時(shí)的虛擬地圖模型；

步驟二、根據(jù)巡檢需求，標(biāo)記工業(yè)機(jī)器人巡檢時(shí)的起始地點(diǎn)和目的地點(diǎn)；

步驟三、利用路徑規(guī)劃模型獲取工業(yè)機(jī)器人的最優(yōu)巡檢路徑；

步驟四、根據(jù)制定的路徑進(jìn)行巡檢。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)巡檢機(jī)器人路徑規(guī)劃方法，其特征在于，

將工業(yè)機(jī)器人實(shí)際工作環(huán)境劃分為多個(gè)部分，并形成實(shí)際環(huán)境與構(gòu)建的虛擬環(huán)境一一映射的關(guān)系；

構(gòu)建二維平面坐標(biāo)圖，在映射過程中，利用1表示不可通行或具有障礙物的區(qū)域，0表示通行無障礙的自由區(qū)域，從而將劃分出來的多個(gè)部分轉(zhuǎn)化為數(shù)字量化的數(shù)值空間；

巡檢過程中，工業(yè)機(jī)器人通過安裝在自身頭部的攝像機(jī)，對現(xiàn)場作業(yè)的情況進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的采集，并通過無線傳輸技術(shù)實(shí)時(shí)的將數(shù)據(jù)傳輸至后臺服務(wù)器中進(jìn)行運(yùn)算處理；服務(wù)器中包括圖像處理模型，用于對接收到的圖像進(jìn)行識別分類，并購根據(jù)輸出的結(jié)果與正常作業(yè)下的圖像進(jìn)行比對，從而判斷出當(dāng)前作業(yè)下是否有故障產(chǎn)生；當(dāng)產(chǎn)生故障時(shí)，工業(yè)機(jī)器人觸發(fā)自身攜帶的警報(bào)器，發(fā)出故障警告，從而協(xié)助維護(hù)人員對現(xiàn)場故障進(jìn)行及時(shí)的排查處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)巡檢機(jī)器人路徑規(guī)劃方法，其特征在于，

利用所述路徑規(guī)劃模型獲取最優(yōu)巡檢路徑的方式具體為：

步驟1、獲取一條相對最優(yōu)路徑，并提高該路徑上的信息素初始值；

步驟2、初始化相關(guān)參數(shù)，所述相關(guān)參數(shù)包括：迭代次數(shù)、信息素因子、啟發(fā)函數(shù)因子；

步驟3、將用于進(jìn)行搜索的螞蟻編碼后置于起點(diǎn)進(jìn)行搜索；

步驟4、根據(jù)轉(zhuǎn)移概率選擇下一個(gè)節(jié)點(diǎn)；

步驟5、任意一個(gè)螞蟻在完成搜索后，更新信息素；

步驟6、判斷是否達(dá)到最大迭代次數(shù)，若判斷結(jié)果為是，則保存并輸出最優(yōu)路徑；反之，跳轉(zhuǎn)至步驟4。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種工業(yè)巡檢機(jī)器人路徑規(guī)劃方法，其特征在于，

所有螞蟻在完成一次搜索后，通過揮發(fā)舊的信息素和添加每只螞蟻儲存的信息素對全局信息素進(jìn)行更新，更新表達(dá)式為：

τ_ij(t+n)＝(1-ρ)*τ_ij(t)+Δτ_ij(t，t+n)

式中，ρ表示信息素?fù)]發(fā)因子，ρ越大，則信息素?fù)]發(fā)速度越快，ρ越小，則信息素?fù)]發(fā)速度越慢；(t，t+n)表示經(jīng)過n步后螞蟻完成一次循環(huán)；表示經(jīng)過一次循環(huán)后第k只螞蟻?zhàn)哌^路徑上的信息素增加量。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種工業(yè)巡檢機(jī)器人路徑規(guī)劃方法，其特征在于，

獲取最優(yōu)巡檢路徑時(shí)，還包括估價(jià)函數(shù)，即：

f(n)＝g(n)+h(n)

式中，f(n)表示從初始狀態(tài)經(jīng)由狀態(tài)n到目標(biāo)狀態(tài)的估計(jì)代價(jià)函數(shù)，g(n)表示在狀態(tài)空間中從初始狀態(tài)到狀態(tài)n的實(shí)際代價(jià)；h(n)表示從狀態(tài)n到目標(biāo)狀態(tài)的最佳路徑的估計(jì)代價(jià)。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種工業(yè)巡檢機(jī)器人路徑規(guī)劃方法，其特征在于，

采用動(dòng)態(tài)調(diào)整方式對信息素?fù)]發(fā)因子進(jìn)行更新，表達(dá)式為：

式中，GDm_t表示第t次迭代中觀點(diǎn)參數(shù)的平均值；GDm_t-1表示第t-1次迭代中觀點(diǎn)參數(shù)的平均值；ρ_t-1表示更新前的信息素?fù)]發(fā)因子。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種工業(yè)巡檢機(jī)器人路徑規(guī)劃方法，其特征在于，

螞蟻在前行的過程中，對下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的選擇的轉(zhuǎn)移概率為：

式中，allowed_k表示螞蟻k可以選擇的節(jié)點(diǎn)；表示螞蟻從當(dāng)前節(jié)點(diǎn)i前往下一個(gè)節(jié)點(diǎn)j的概率；τ(i，j)表示當(dāng)前路徑上的信息素濃度；α表示信息素因子；β表示啟發(fā)函數(shù)因子；表示啟發(fā)函數(shù)。