[发明专利]一种用于环境感知的移动机器人的路径优化方法及系统

说明书

本发明公开了一种用于环境感知的移动机器人的路径优化方法及系统，所述方法包括如下步骤：步骤S1，确定当前感知任务，根据感知环境的代表性与准确性，计算机器人感知的关键地理位置信息，并获取其他移动机器人完成类似任务的历史路径数据以及历史移动参数；步骤S2，根据所述关键地理位置信息筛选出备选路径；然后采用神经网络或其他优化算法，对不同的历史路径进行评分；步骤S3，根据评分结果选择最优路径，通过本发明，实现了对移动机器人执行环境感知任务的路径进行优化，提高环境感知的效率以及感知结果的准确性、实时性、有效性、代表性的目的。

技术领域

本发明涉及环境感知技术领域，特别是涉及一种用于环境感知的移动机器人的路径优化方法及系统。

背景技术

环境感知和相关参数的获取是完成相关控制系统的先决条件。随着研究与相关技术的不断发展，采用移动机器人对非友好环境的感知是当前常用的方法与技术。

环境感知一直是当前研究的热点问题之一，当前采用的方法大体可以分为三种：

1、基于嵌入式系统设计一种可以携带的多参数感知仪器，当需要感知环境参数时，便将仪器安装在测试地点，对监测或测试环境进行多参数测试，然后将数据存储在本地，最后通过其他通信网络将数据传输给服务器或用户，如公开号为CN104991505B的中国专利提供的一种水产养殖水质参数感知设备；

2、基于无线传感器网络：无线传感器网络是当前环境感知与监测重要的技术。在该类型环境感知系统中，首先将感知节点部署在相应的位置，然后通过时间、脉冲信号等对周围环境参数进行感知；最后通过无线网络将数据发送给远端服务器或用户，如公开号为CB108731744A的中国专利申请提供的一种基于无线网络传感器的环境检测装置；

3、移动式环境感知机器人，为实现感知节点的移动性、自适应性等，近年诸多发明者设计研发了基于移动机器人的环境感知装备。该类型的发明设计，以移动机器人本体为基础，采用物联网和传感器技术，以嵌入式等为控制中心,设计机器人环境感知系统。如公开号为CN 107908145 A的中国专利申请提供的一种现场环境智能巡检机器人。

然而，上述三种环境感知方法都没有对移动机器人执行环境感知任务的路径进行优化，现有技术中路径的优化技术也一般都是采用最短路径算法。然而在很多环境感知场合，例如农业大棚的温室环境场合，路径最短到达的感知地点并非环境感知的最佳点，感知获取的数据代表性与准确性较差，例如，可能温室房间边缘的路径最短，但是温室房间环境感知的最佳点不在房间的边缘，而是温室房间的中心，这样如果采用最短距离法生成的路径进行环境感知，则感知结果并不准确，感知任务的执行效率不高。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种用于环境感知的移动机器人的路径优化方法及系统，以对移动机器人执行环境感知任务的路径进行优化，提高环境感知的效率以及感知结果的准确性。

为达上述及其它目的，本发明提出一种用于环境感知的移动机器人的路径优化方法，包括如下步骤：

步骤S1，确定当前感知任务，根据感知环境的代表性与准确性，计算机器人感知的关键地理位置信息，并获取其他移动机器人完成类似任务的历史路径数据以及历史移动参数；

步骤S2，基于神经网络或其他优化算法，根据所述关键地理位置信息筛选出备选路径，并对筛选出的不同的备选路径进行评分；

步骤S3，根据评分结果选择最优路径。

优选地，于步骤S1中，根据当前感知任务中需要感知的感知区域半径ri，选取若干关键点位置使得感知面积大于预设参数α，并且使得选取的关键点与感知区域的几何中心距离最小。

优选地，所述历史路径数据包括但不限于历史移动路径、移动时间、移动距离、移动过程，所述历史移动参数包括但不限于移动速度、何时何地转向、转向角度、最大移动距离。