[发明专利]针对多移动机器人通信网络的路由协议及运算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种针对多移动机器人通信网络的路由协议及运算方法，应用于通信网络领域，尤其专门针对多移动机器人处于复杂环境下对通信网络的有效路由的解决。

背景技术

从目前机器人技术发展现状而言，单个机器人不仅在获取信息、处理及控制能力等方面能力欠缺，而且对于工作任务及工作环境稍微复杂的情况应变能力也不够。多机器人系统可以相互协作，提高了工作效率并且更精确地进行定位，适用于复杂的工作环境。所以多机器人系统是完成复杂任务的必然趋势。

在多机器人中，机器人之间需要通过信息交流进行同步或协调，所以机器人需要通过通信来更好的完成任务。

移动多机器人的通信与一般网络通信不同，是个非常复杂的系统。由于移动机器人系统的特殊性，目前研究人员选择比较多的是基于Ad hoc的通信网络，机器人一方面作为数据信息的发送方和接收方，另一方面作为路由器转发数据，进行路由发现，路由维护和路由更新。当通信环境复杂，移动机器人能量低以及机器人移动较为活跃等各种因素影响机器人发送数据，设计合理有效的，适应性灵活性强的路由协议算法就显得很有必要。而目前各国仍然没有设计出特别完善的适用于移动机器人的路由协议，现在比较流行的一些路由协议面对复杂的外界环境也有一定的不足之处。

Ad hoc网络路由协议目前主要分为表驱动路由协议和按需驱动路由协议，目前比较常用的路由协议有：

DSDV(Destination Sequenced Distance Vector，目的节点序列距离矢量协议)路由协议，设定序列号，每个节点保留一个路由表，避免环路的产生。但是收敛性低。当机器人移动较频繁时，性能下降。

DSR(Dynamic Source Routing动态源路由协议)路由协议，最大的特点就是在每个分组的头部都包含整条路由信息。当进行路由发现时搜索到新的路由则更新缓存内容。可以快速建立路由,但是由于携带了整条路由信息，对网络带宽资源的占用比较大。

AODV(Ad Hoc On-Demand Distance Vector Routing Ad Hoc按需距离矢量路由协议)路由协议，综合DSDV和DSR的优点，但是还是没有解决收敛速度慢的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种针对多移动机器人通信网络的路由协议，其可提高收敛速度。

为实现前述目的，本发明采用如下技术方案：一种针对多移动机器人通信网络的路由协议，采用鱼群算法和蚂蚁算法，所述鱼群算法生成信息素，所述蚂蚁算法根据鱼群算法所生成的信息素进行分析和路径的决策以选择路径。

作为本发明的进一步改进，在所述路由协议中采用能源代价作为约束条件。

作为本发明的进一步改进，所述路由协议中包括发送的父节点、与所述父节点进行数据传输的子节点、以及用以判断父节点传递给子节点数据时间的发送信息超时机制，所述子节点回复给父节点的信号为感应器信号。

本发明还包括一种针对多移动机器人通信网络的运算方法，包括：

S1：采用鱼群算法生成信息素，然后将信息素进行初始分布；

S2：判断信息素是否超过稳定信息素进行对比；

S3：如判断超过稳定信息素，则判断该信息素内的下节点为稳定节点，如判断未超过，则判断该信息素内的下节点为活跃节点；

S4：当判断为稳定节点后，根据信息素和路径长度计算该信息素内的下节点转移概率，根据概率随机选择信息素内的下节点；

S5：查看下节点是否改变；

S6：如改变，则查看该下节点是否为目的节点；如未改变，则更新此下节点之后的路由表重新进行路由发现并将信息素限制在设定的信息素的最大值和最小值之间；

S7：如查看后为目的节点，则蚂蚁返回更新本次经过路径的路由表和信息素表，然后进入步骤S8；如查看后不为目的节点，则回到步骤S2；

S8：结束本班次传递数据。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的针对多移动机器人通信网络的路由协议和运算方法提高了收敛速度。

具体实施方式

本发明的一种针对多移动机器人通信网络的路由协议，采用鱼群算法和蚂蚁算法，所述鱼群算法生成信息素，所述蚂蚁算法根据鱼群算法所生成的信息素进行分析和路径的决策以选择路径。