[发明专利]一种应用于智能机器人移动路径的计算方法

说明书

本发明公开了一种应用于智能机器人移动路径的计算方法，包括如下步骤：S1、选择工具软件，选取ROS作为系统，选取MATLAB作为设计和仿真工具，确定MATLAB和ROS的通信方案；S2、分析ROS系统的两种成果展示；S3、对比现有路径移动算法，确定最终算法，通过对现有部分算法的解析，得出最终计算方法：避免局部最优：设置系数，使得智能体有一定的概率采取最优行为，也有一定概率随即采取所有可采取的行动，将走过的路径纳入记忆库，避免小范围内的循环；S4、确定地位算法，根据TOA原理，测量待定位节点MS(x，y)与发送端(xi，yi)的信号之间的到达时间，然后转换为距离，从而进行定位，扩大这种新型等离子体空气消毒机在市场上的应用范围。

技术领域

本发明属于机器人移动路径技术领域，更具体地说，尤其涉及一种应用于智能机器人移动路径的计算方法。

背景技术

等离子体空气消毒机，具有国际先进水平的等离子空气消毒机，利用(sPC)超能离子发生器，瞬间激发兆亿级正负离子，可以高效杀菌，等离子体灭菌消毒效果极强，目作用时间短，是高强紫外线所远远不及的。等离子体是继固态、液态、气态下的第四种形态。SPC超能离子云释放兆亿级的正负电子，通过证负离子湮灭产生大量能量从而破坏细菌包膜、杀死细胞核。

现有的等离子体空气消毒设备，多为固定式，或者人工推行式，缺少智能移动功能，因此，我们亟需一种智能机器人移动路径的计算方法，使其与等离子体空气消毒结合，成为利用等离子体空气消毒设备作为载体，扩大这种新型等离子体空气消毒机在市场上的应用范围，扩大机器人移动的应用范围。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种应用于智能机器人移动路径的计算方法，包括如下步骤：

S1、选择工具软件，选取ROS作为系统，选取MATLAB作为设计和仿真工具，确定MATLAB和ROS的通信方案；

S2、分析ROS系统的两种成果展示，分别包括真实机器人和仿真机器人的成果，其中真实机器人的循环导航效果：必须先在rviz中使用Cycle_Goal给出导航点，再使用NavPanel给出循环次数和发起导航。使用NavPanel时输入循环次数后需要按下回车建(只能按一次)，发起导航需要按回车键(只能按一次)；自主巡墙建图效果：开启以后需要使用Publish Point点四个点标出需要探索的范围，再在有地图的地方点最后一个点使探索树可行。点完五个点以后，需要使用2D Nav Goal开启自主探索；仿真机器人的循环导航效果包括av_demo效果：与先前的真实机器人不同，在仿真中，如果想完成一个完整的Nav，需要多个nav_demo，这是其中一个demo的展示效果图；

S3、对比现有路径移动算法，确定最终算法，通过对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，得出最终计算方法：避免局部最优：设置系数，使得智能体有一定的概率采取最优行为，也有一定概率随即采取所有可采取的行动，将走过的路径纳入记忆库，避免小范围内的循环；

增加斜向运动：将斜向运动的奖励值设置为√2/2，取近似值0.707，可以避免出现如机器人先向左上方移动再向左下方移动而不选择直接向左移动两格的情况；

S4、确定地位算法：根据TOA原理：测量待定位节点MS(x，y)与发送端(xi，yi)的信号之间的到达时间，然后转换为距离，从而进行定位，三个基站到MS的距离分别为r1，r2，r3，以各自基站为圆心测量距离为半径，绘制三个圆，其交点即为MS的位置。当三个基站都是LOS基站时，一般可以根据最小二乘(LS)算法计算MS的估计位。