[发明专利]一种气体源伪源确认方法

说明书

一种气体源伪源确认方法，涉及气体寻源技术领域，为解决现有技术中气体源定位准确性低的问题，包括步骤一：获取气体源位置，并将其作为原点，以该原点平行于搜索区域坐标轴建立确认区域坐标系；步骤二：针对障碍物建立其周围环境的代价地图，并对障碍物进行膨胀处理；步骤三：根据确认区域坐标系和障碍物周围环境中的代价地图规划确认区域边界，选择矩形区域作为气体源确认区域，使机器人运动，构建确认区域边界；步骤四：机器人沿确认区域边界独立运动三圈，通过气体传感器测量确认区域边界处气体的浓度；最后根据公式确定气体源真伪，本发明以统计方法为基础，包括气体源确认规则和确认区域边界划分规则两部分，气体源确认准确性高。

技术领域

本发明涉及气体寻源技术领域，具体为一种气体源伪源确认方法。

背景技术

由于障碍物场景下，障碍物迎风面产生气体堆积、传感器测量误差较大、气体传播不连续性较强等均会形成伪源，影响气体源定位的准确性。因此，使用各种方法搜索气体源时有必要通过气体源伪源确认算法去判断得到的气体源位置附近是否真正含有气体源。

目前机器人通过自身携带的风速/风向传感器和气体传感器对气体源进行确认的方法较少，主要有最近测得位置序列法、基于机器学习的确认方法、质量通量散度法等。这些方法存在的主要问题是：计算繁琐复杂，对气体浓度和环境流场的要求较为严格，受湍流环境的影响较大。

发明内容

本发明的目的是：针对现有技术中气体源定位准确性低的问题，提出一种气体源伪源确认方法。

本发明为了解决上述技术问题采取的技术方案是：一种气体源伪源确认方法，包括以下步骤：

步骤一：获取气体源位置，并将其作为原点，以该原点平行于搜索区域坐标轴建立确认区域坐标系；

步骤二：针对障碍物建立其周围环境的代价地图，并对障碍物进行膨胀处理；

步骤三：根据确认区域坐标系和障碍物周围环境中的代价地图规划确认区域边界，选择矩形区域作为气体源确认区域，使机器人运动，构建确认区域边界；

步骤四：机器人沿确认区域边界独立运动三圈，通过气体传感器测量确认区域边界处气体的浓度；

步骤五：根据下式判断气体源真伪，

O_S→(N_S≥η)∧(n_s/N_S≥ζ)

式中，O_S表示确认区域内含有气体源，表示确认区域内不含气体源；式中符号→代表逻辑条件，∧表示逻辑与，∨表示逻辑或，N_S为一段时间内统计气体浓度超过设定的浓度阈值的次数，n_s为测得气体浓度超过阈值的事件发生时，粒子收敛位置处于确认区域范围内的次数，η和ζ为经验阈值。

进一步的，所述步骤二中障碍物进行膨胀处理是基于ROS导航模块的局部代价地图实现的。

进一步的，所述步骤二中障碍物进行膨胀处理时，障碍物周边膨胀区域内膨胀代价公式为：

C_ost＝253×exp(-1.0×k×(d-r))

式中，k为膨胀比例因子，d为距离障碍物的距离，r为机器人内切圆半径。

进一步的，所述步骤三中气体源确认区域表示为：

L_conf＝max{6max{σ_x,σ_y},2l_d}