[发明专利]一种未知环境下移动机器人多行为融合酶数值膜控制方法

摘要

本发明公开了一种未知环境下移动机器人多行为融合酶数值膜控制方法，计算目标和机器人的直线距离和角度、判断机器人所处的环境、判断机器人与目标之间的直线距离是否为历史最小值、判断目标和障碍物或壁面是否在机器人同一侧、进行多行为选择、执行选择的行为和判断移动机器人是否到达目标等步骤。本发明将酶数值膜系统和多行为融合算法结合，引入机器人与目标间距离判断及目标、障碍物或壁面是否在机器人同一侧判断，在一定程度上解决了移动机器人未知环境下自主行走的死锁问题和绕远问题。采用酶数值膜控制器融合多种行为控制器，使机器人能适应复杂环境。

主权项

1.一种未知环境下移动机器人多行为融合酶数值膜控制方法，其特征在于，包括步骤1：计算目标和机器人的直线距离CurDist和目标相对于机器人前向方向的角度Angle；步骤2：根据机器人所搭载的传感器获取的信息，判断机器人所处的环境，包括左墙、右墙、走廊、左墙角、右墙角、前墙、左上侧、右上侧、两侧、死角和无障碍物，分别用Ci＝1,2,...,11＝0表示，其中i＝1,2,...,11分别对应上述11种环境；将所处的环境分为4类：壁面类型Ewa，对应左墙、右墙、走廊、左墙角和右墙角的环境；障碍物类型Eob，对应前墙、左上侧和右上侧的环境；死区类型Ede，对应两侧和死角的环境；无障碍物类型Eno，对应无障碍物的环境；步骤3：判断机器人与目标之间的直线距离CurDist是否为历史最小值MinDist：当MinDist>CurDist时为历史最小值，用变量IfMin＝1表示，并令MinDist＝CurDist；否则，IfMin＝0；步骤4：判断目标和障碍物或壁面是否在机器人同一侧：根据角度Angle判断目标在机器人的左侧还是右侧，当Angle>0目标在机器人右侧，当Angle<0目标在机器人左侧；如C1＝0或C4＝0或C7＝0，则判断障碍物或墙面位于机器人左侧，用变量IfLeft＝1表示；如C2＝0或C5＝0或C8＝0，则判断障碍物或墙面位于机器人右侧，用变量IfLeft＝0表示；当Angle>0，IfLeft＝1时，目标和障碍物或壁面不在机器人同一侧，用变量IfSame＝0表示；当Angle>0，IfLeft＝0时，目标和障碍物或壁面在机器人同一侧，IfSame＝1；当Angle<0，IfLeft＝1时，IfSame＝1；Angle<0，IfLeft＝0时，IfSame＝0；步骤5：进行多行为选择后，输出行为变量给执行系统：当机器人处于C_i＝0，i＝9、10环境时，判断为死区类型，选择当机器人处于C_i＝0，i＝11环境时，判断为无障碍类型：若IfMin＝1选择Com_gr＝1，若IfMin＝0选择当机器人处于Ci＝0，i＝6、7、8环境时，判断为障碍物类型：若IfMin＝0选择相应的避障行为：i＝6选择i＝7选择i＝8选择若IfMin＝1，进一步判断目标和障碍物是否在机器人同一侧，当IfSame＝1选择相应的避障行为：i＝6选择i＝7选择i＝8选择当IfSame＝0选择Com_gr＝1；当机器人处于Ci＝0，i＝1、2、3、4、5环境时，判断为壁面类型：若IfMin＝0选择相应的随墙行为：i＝1或4选择i＝2或5选择i＝3选择若IfMin＝1，进一步判断目标和壁面是否在机器人同一侧，当IfSame＝1，选择相应的随墙行为：i＝1或4选择i＝2或5选择i＝3选择＝1；当IfSame＝0选择Com_gr＝1；上述行为变量分别为：前方障碍物避障左方障碍物避障右方障碍物避障左侧壁面随墙右侧壁面随墙穿越通道趋向目标Com_gr、原地调头Com_de和自转步骤6：执行系统执行步骤5输出的行为；步骤7：判断移动机器人是否到达目标，即判断CurDist是否等于0：等于0则表示机器人到达目标，则结束控制；不为0则返回步骤1继续。