[发明专利]一种用于消毒机器人的全覆盖路径规划方法及设备

说明书

本发明提供一种用于消毒机器人的全覆盖路径规划方法及设备，所述方法包括：基于栅格法建立环境地图，生成栅格地图，每一个栅格对应一个神经元活性值；通过将优先级启发式算法与生物激励神经网络结合，基于此改进算法实现初始覆盖；当消毒机器人陷入死区时，基于回溯点列表寻找到最近的未覆盖点作为临时目标点；利用A*算法帮助消毒机器人逃离死区，当消毒机器人到达新的未覆盖区域后，继续运行基于启发式算法和生物激励神经网络算法结合的路径规划算法，直到完成整个地图的全覆盖。本发明利用改进的生物激励神经网络算法有效的减少消毒机器人的转弯次数和总的路径长度，以达到节能和节省消毒液的目的。

技术领域

本发明涉及智能机器人控制技术领域，具体地，涉及一种基于改进生物激励神经网络的消毒机器人全覆盖路径规划方法及设备。

背景技术

消毒机器人是以机器人为载体，在机器人内部装置消毒系统产生消毒气体，利用机器人的气动系统将消毒气体快速的在室内空间扩散，增加消毒的覆盖面和均匀性，能有效、无死角地杀灭空气中的致病微生物。全覆盖路径规划技术是指机器人按照一定工作方式，在具有障碍物的环境中，无碰撞地遍历除障碍物以外的全部区域，该技术的目的是规划出一条与环境中障碍物无碰撞且能够完全覆盖环境中可行区域的路径。

中国专利CN109947114A公开了一种基于栅格地图的机器人全覆盖路径规划方法，其主要技术方案是将整个环境地图分割为多个子地图，并为每个子区域设定了一个主方向，将子区域的主方向作为机器人遍历清扫路径的主要行驶方向，然而该专利将子区域的主方向作为机器人的遍历方向，机器人会更容易陷入死区，增加计算量，且总的行驶路径会变长。

另外一件中国专利CN111012251A公开了一种清扫机器人的全覆盖路径的规划方法，通过以当前点作为中心点，利用八邻域遍历算法获取下一个点，直到当前点到达终点，从而完成全覆盖，然而该专利方法每一次选取下一点都需要遍历周围八个点，增加了计算量，而且利用该专利方法得到的路径是无序的。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于消毒机器人的全覆盖路径规划方法及设备，针对消毒机器人电量有限，消毒液容量有限，利用改进的生物激励神经网络算法有效的减少机器人的转弯次数和总的路径长度，以达到节能和节省消毒液的目的。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种用于消毒机器人的全覆盖路径规划方法，包括以下步骤：

基于栅格法建立环境地图，生成栅格地图，每一个栅格对应一个神经元活性值；

通过将优先级启发式算法与生物激励神经网络结合，基于此改进算法实现初始覆盖；

当消毒机器人陷入死区时，基于回溯点列表寻找到最近的未覆盖点作为临时目标点；

利用A*算法帮助消毒机器人逃离死区，当消毒机器人到达新的未覆盖区域后，继续运行基于启发式算法和生物激励神经网络算法结合的路径规划算法，直到完成整个地图的全覆盖。