本發(fā)明涉及一種高性能機(jī)器人防撞移動(dòng)算法。

背景技術(shù)：

機(jī)器人技術(shù)無論是在工業(yè)化時(shí)代還是在信息化時(shí)代都備受關(guān)注，無論是在民用工業(yè)還是在國防軍事都有著十分廣泛的應(yīng)用。移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃問題是智能機(jī)器人技術(shù)的一個(gè)重要分支，其主要任務(wù)是在充滿著靜止障礙物、移動(dòng)物體以及危險(xiǎn)區(qū)域的復(fù)雜環(huán)境中，為移動(dòng)機(jī)器人提供從起始位置到目標(biāo)位置免碰撞并合理的離線或在線工作方式的全局或局部性規(guī)劃。隨著應(yīng)用背景的不斷復(fù)雜化以及應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，機(jī)器人技術(shù)一直向著更高層次的人工智能化目標(biāo)發(fā)展，也一直是國內(nèi)外的熱門研究主題。作為移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)重要組成部分,路徑規(guī)劃結(jié)果的優(yōu)劣直接決定著機(jī)器人的實(shí)用性及總體性能。路徑規(guī)劃問題已經(jīng)被證明是一種NP難問題，傳統(tǒng)的優(yōu)化方法對這類復(fù)雜非線性NP優(yōu)化問題具有計(jì)算耗時(shí)、環(huán)境自適應(yīng)性差、缺乏魯棒性以及可擴(kuò)展性等諸多弊端，因此，采用現(xiàn)代智能優(yōu)化方法是解決路徑規(guī)劃問題的趨勢。

目前，室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人(如掃地機(jī)器人、端菜機(jī)器人等)的移動(dòng)方式大都是勻速運(yùn)動(dòng)，或者速度即使可調(diào)，但也是人工設(shè)置后，定速運(yùn)行的，效率極其低下，對環(huán)境沒有適應(yīng)性，實(shí)用性不足。為此，本發(fā)明提供一種移動(dòng)效率高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的高性能機(jī)器人防撞移動(dòng)算法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明公開一種操作簡便，控制精細(xì)，更加直觀的一種高性能機(jī)器人防撞移動(dòng)算法，具有移動(dòng)效率高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。改變目前室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人(比如掃地機(jī)器人、端菜機(jī)器人等)的勻速移動(dòng)方式造成的效率低下問題。

一種高性能機(jī)器人防撞移動(dòng)算法，其包括以下步驟：依據(jù)機(jī)器人與環(huán)境障礙物間的距離，控制機(jī)器人的移動(dòng)速度。

為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，其中，依據(jù)機(jī)器人與環(huán)境障礙物間的距離，控制機(jī)器人的移動(dòng)速度的步驟包括：

預(yù)設(shè)模糊PID控制，并將控制參數(shù)保存在數(shù)據(jù)庫或xml文件中；

利用機(jī)器人自帶的傳感器檢測機(jī)器人與環(huán)境障礙物間的距離；

依據(jù)上述模糊PID控制及機(jī)器人與環(huán)境障礙物間的距離控制機(jī)器人的移動(dòng)速度。

為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，其中，預(yù)設(shè)模糊PID控制的步驟包括：

當(dāng)機(jī)器人與環(huán)境障礙物間的距離大于3米時(shí)，機(jī)器人加速啟動(dòng)，移動(dòng)速度增加；加速度可根據(jù)機(jī)器人與環(huán)境障礙物間的距離大小進(jìn)行調(diào)整。

當(dāng)機(jī)器人與環(huán)境障礙物間的距離在1～3米內(nèi)時(shí)，機(jī)器人勻速啟動(dòng)，移動(dòng)速度不變；

當(dāng)機(jī)器人與環(huán)境障礙物間的距離小于1米時(shí)，機(jī)器人開始減速，移動(dòng)速度減少；加速度可根據(jù)機(jī)器人與環(huán)境障礙物間的距離大小進(jìn)行調(diào)整。

本發(fā)明提供的一種基于頭部運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人移動(dòng)控制方式同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明提供的高性能機(jī)器人防撞移動(dòng)算法，具有距離大移動(dòng)快，距離小移動(dòng)慢，距離中移動(dòng)中的特點(diǎn)，從而具有一定的環(huán)境適應(yīng)性，提高了移動(dòng)效率。

2、本發(fā)明提供的高性能機(jī)器人防撞移動(dòng)算法，通過測距傳感器檢測機(jī)器人與環(huán)境障礙物之間的距離，根據(jù)距離的遠(yuǎn)近使用模糊PID控制控制/模糊PID控制算法調(diào)節(jié)機(jī)器人移動(dòng)速度。

3、本發(fā)明提供的高性能機(jī)器人防撞移動(dòng)算法，基于機(jī)器人與環(huán)境障礙物之間的距離，控制機(jī)器人的移動(dòng)速度，當(dāng)機(jī)器人與環(huán)境障礙物之間的距離大于預(yù)定值時(shí)加快移動(dòng)速度，當(dāng)機(jī)器人與環(huán)境障礙物之間的距離小于預(yù)定值時(shí)減緩或勻速運(yùn)動(dòng)，通過測距傳感器檢測機(jī)器人與環(huán)境障礙物之間的距離，可根據(jù)距離的遠(yuǎn)近調(diào)節(jié)速度的快慢，環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng)，提高了機(jī)器人的移動(dòng)效率。該方法具有距離大移動(dòng)快，距離小移動(dòng)慢，距離中移動(dòng)中的特點(diǎn)，從而具有一定的環(huán)境適應(yīng)性，提高了移動(dòng)效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的模糊PID結(jié)構(gòu)原理圖；

圖2為本發(fā)明的一種高性能機(jī)器人防撞移動(dòng)算法的結(jié)構(gòu)圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的高性能機(jī)器人防撞移動(dòng)算法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，本公開的實(shí)施例不必定意在包括本發(fā)明的所有方面。

圖1為模糊PID結(jié)構(gòu)原理圖。所謂模糊PID控制器,即利用模糊邏輯算法并根據(jù)一定的模糊規(guī)則對PID控制的比例、積分、微分系數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)優(yōu)化,以達(dá)到較為理想的控制效果。模糊PID控制共包括參數(shù)模糊化、模糊規(guī)則推理、參數(shù)解模糊、PID控制器等幾個(gè)重要組成部分。計(jì)算機(jī)根據(jù)所設(shè)定的輸入和反饋信號，計(jì)算實(shí)際位置和理論位置的偏差e以及當(dāng)前的偏差變化ec，并根據(jù)模糊規(guī)則進(jìn)行模糊推理，最后對模糊參數(shù)進(jìn)行解模糊，輸出PID控制器的比例、積分、微分系數(shù)。

圖2為高性能機(jī)器人防撞移動(dòng)算法的結(jié)構(gòu)圖，包含模糊PID控制制定模塊、距離測量模塊、速度控制模塊。其中，模糊PID控制制定模塊用于確定模糊PID控制；距離測量模塊用于計(jì)算機(jī)器人與環(huán)境障礙物間的距離；速度控制模塊模糊PID控制及機(jī)器人與環(huán)境障礙物間的距離控制機(jī)器人的移動(dòng)速度。

圖3為根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的高性能機(jī)器人防撞移動(dòng)算法的流程圖，具體步驟如下：

步驟1、預(yù)設(shè)模糊PID控制參數(shù)，并將其保存在數(shù)據(jù)庫或xml文件中；

步驟2、利用機(jī)器人自帶的傳感器檢測機(jī)器人與環(huán)境障礙物間的距離；

步驟3、依據(jù)上述模糊PID控制及機(jī)器人與環(huán)境障礙物間的距離控制機(jī)器人的移動(dòng)速度。

上面所述的實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非是對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對本發(fā)明技術(shù)方案做出的任何變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。