[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

说明书

本发明公开了智慧医院技术领域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；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。本发明的有益效果是：本发明解决医院特殊科室的人力资源短缺等问题，为解决智能机器人路径规划中最佳路径的选取，以及智能机器人避障过程中的局部最小值问题，结合医院特有的环境以及硬件条件，由于医院人流量巨大，机器人所遇见的障碍类型基本都为动态障碍，所以本文运用区分障碍性质，区别对待解决局部极限小值问题。

技术领域

本发明涉及智慧医院技术领域，具体是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。

背景技术

路径规划是智能机器人的关键技术，合理的路径规划能让智能机器人的办事效率大大提高，当下最常用的路径规划算法为人工势场，主要由于其应用灵活，可以在保证安全的情况下获得一条平滑路径，并且对于动态环境可以实现实时运动控制等优点，但是传统的人工势场局部极小值问题，导致机器人在该处停止或在其周围振动，从而无法到达目标位置。针对此问题，文献中提出了许多解决方法例如沿墙跟踪法、极限环法、虚拟水流法等，虽然此类方法能一定层度上缓解局部最小值的出现，但是在实际应用中都存在一定的问题。因此，本领域技术人员提供了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，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供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，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：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：

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。

作为本发明进一步的方案：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。

作为本发明再进一步的方案：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(GA)得到最佳导航路径。

作为本发明再进一步的方案：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即：U(x)＝U_a(x)-U_r(x)

其中其中，U_a(x)是目标产生的引力势场；U_r(x)是各障碍物产生即