[发明专利]一种基于改进型人工势场的医院智能机器人路径规划系统

权利要求书

1.一种基于改进型人工势场的医院智能机器人路径规划系统，包括信息输入、定位系统、整体路径选择系统、避障系统和姿态调整系统，其特征在于：

S1：定位系统：包括蓝牙定位系统、无线网络系统和电子罗盘；

S2：整体路径选择系统：包括位置获取、目标地获取、路径规划、路径选择和路径确认；

S3：避障系统：包括障碍物检测、地图生成、创建人工势场、构件函数、局部判断、结束算法；

S4：姿态调整系统：包括航向角度计算、期望角度计算、实质角度偏移、期望角度矫正；

所述定位系统中的蓝牙定位用于确认当前位置，通过无线网络系统对当前位置楼层进行定位，进而通过电子罗盘进行姿态调整，所述整体路径选择与智能地图服务器信号连接，通过定位系统中获取的位置信息，及外部输入的目标地信息规划至少三条导航路径，对导航路径的人流量进行监控，根据不同的人流量通过遗传算法得出最佳导航路径，直至到达目的地。

2.根据权利要求1所述的一种基于改进型人工势场的医院智能机器人路径规划系统，其特征在于：所述定位系统包括如下子系统：S101，利用蓝牙定位系统获取智能机器人位置坐标，从而实现的位置定位；S102，利用不同楼层的无线网络系统获取智能机器人所在的楼层信息，从而实现楼层定位；S103，利用电子罗盘实现进行方向定位，实现智能机器人的方向点位。

根据权利要求1所述的一种基于改进型人工势场的医院智能机器人路径规划系统，其特征在于：所述整体路径规划系统包括如下子系统：S201、根据步骤S1获得智能机器人当前所在的位置，所在楼层，以及其自身方向的定位信息；S202，输入目标地的定位信息；S203，以智能机器人当前所在的定位信号为起点，目标地所在的点位信息为终点利用智能地图服务器规划出至少3条导航路径；S204，使用医院内部的摄像网络系统对不同导航路径的人流量进行监控，得出不同路径人流量的大小；S205，结合步骤S205得出不同路径的人流量，通过遗传算法得到最佳导航路径。

3.根据权利要求1所述的一种基于改进型人工势场的医院智能机器人路径规划系统，其特征在于：所述避障系统包括如下子系统：S301，利用智能机器人自带的摄像头实时的获取周围信息，以及检测障碍物类型；S302，根据步骤S301获取的周围信息，通过映射转化为规划算法中需要的整体地图；S303，创建人工势场，得出空间的和势场为引力势场和斥力势场的和；S304，构建引力势场函数和斥力势场函数；S305，利用步骤S303中构造的引力势函数和斥力势函数的梯度计算得到机器人收到的假想引力和斥力；S306，当机器人的运行环境中包含形状复杂或者距离很近的障碍物时，可能出现势场局部极小点，判断是否出现极小值点；S307，若不满足步骤S305，则继续执行S308，若满足步骤S305则出现极小值，首先利用步骤S301的摄像头判断障碍物是否为动态障碍物，若是，则智能机器人线性降速至停止，待局部极小值消失后执行S308；S308，若为静态障碍物，机器人沿着斥力场等势线运动，开始绕行行为，直至离开局部最小值点；S309，继续向目标地点前行，若出现局部极小值点则执行S307；S310，到达目标地点，退出算法。

4.根据权利要求1所述的一种基于改进型人工势场的医院智能机器人路径规划系统，其特征在于：所述S4姿态调整系统包括下述子系统：S401，对比机器人的当前定位信息和S202目标定位信息，计算横向偏差和航向角偏差；S402，将步骤S401得到的两个偏差输入到自适应模糊PID控制器，控制器通过模糊自适应PID算法计算输出期望角度；S403，智能机器人的转向执行机构将期望角度执行为实际角度；S404，实时监测转向执行机构的实际角度，并作为自适应模糊PID控制器的反馈，实时校正期望角度，控制智能机器人到达目标地。