专利名称：一种基于遗传算法的可自动搜寻行走路径的机器人的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于遗传算法的可自动搜寻行走路径的机器人。
背景技术：
遗传算法是模拟自然界生物进化原理的一种随机性全局优化概率搜索算法，其模拟了生命进化机制，在人工系统中实现特定目标的优化。遗传算法的基本操作分为初始化、选择、交叉、变异等步骤。其中，选择、交叉和变异都是以个体的适应度为根据。机器人技术已经成为一个研究热点。目前，处于未知环境中的机器人行走路径的自动搜寻仍然属于有待解决的技术问题
实用新型内容
针对上述技术问题，本实用新型设计开发了一种基于遗传算法的可自动搜寻行走路径的机器人。在本实用新型中，首先利用摄像机、超声传感器以及红外传感器采集环境信息，以便数据处理模块构建初始地图，在初始地图的基础上，数据处理模块可以进行遗传算法的初始化工作，并计算出优化的行走路径；控制模块依据上述行走路径，控制运动机构的动作。本实用新型实现了机器人在未知环境中行走路径的自动搜寻。本实用新型提供的技术方案为一种基于遗传算法的可自动搜寻行走路径的机器人，包括摄像机，用于为机器人提供所述机器人所在环境的外部信息；超声传感器，用于为机器人提供所述机器人所在环境的障碍物信息；红外传感器，用于为机器人提供所述机器人所在环境的障碍物信息；依据遗传算法计算所述机器人行走路径的数据处理模块，其同时与所述摄像机、所述超声传感器以及所述红外传感器连接，接收所述摄像机的视频信号，以获取所述机器人所在环境的外部信息，以及接收所述超声传感器和所述红外传感器的信号，以获取所述机器人所在环境的障碍物信息，所述数据处理模块构建所述机器人所在环境的初始地图，并计算所述机器人的行走路径；运动机构；控制模块，所述控制模块与所述数据处理模块连接，以及与所述运动机构连接，所述控制模块控制所述运动机构依据所述数据处理模块计算的所述机器人的行走路径运动。优选的是，所述的基于遗传算法的可自动搜寻行走路径的机器人中，所述运动机构包括有一圆柱形底座以及安装于所述圆柱形底座的底部的一对驱动轮，所述驱动轮连接于一减速电机，所述减速电机连接于所述控制模块，受所述控制模块控制，所述减速电机驱动所述驱动轮。优选的是，所述的基于遗传算法的可自动搜寻行走路径的机器人中，所述多个超声传感器均布于所述运动机构的圆柱形底座的外周。优选的是，所述的基于遗传算法的可自动搜寻行走路径的机器人中，所述多个红外传感器均布于所述运动机构的圆柱形底座的外周。优选的是，所述的基于遗传算法的可自动搜寻行走路径的机器人中，所述超声传感器的个数为10 20个。优选的是，所述的基于遗传算法的可自动搜寻行走路径的机器人中，所述红外传感器的个数为 10 20个。优选的是，所述的基于遗传算法的可自动搜寻行走路径的机器人中，所述运动机构的圆柱形底座的底部还安装有一平衡轮。优选的是，所述的基于遗传算法的可自动搜寻行走路径的机器人，还包括远程监控计算机，其与所述数据处理模块通过无线信号通信连接，获取所述数据处理模块所构建的所述机器人所在环境的初始地图，以及获取所述机器人的行走路径。本实用新型所述的基于遗传算法的可自动搜寻行走路径的机器人在工作过程中，首先利用摄像机、超声传感器以及红外传感器采集环境信息，以便数据处理模块构建初始地图，在初始地图的基础上，数据处理模块可以进行遗传算法的初始化工作，并计算出优化的行走路径；控制模块依据上述行走路径，控制运动机构的动作。本实用新型实现了机器人在未知环境中行走路径的自动搜寻。此外，本实用新型还具有另一有益效果由某一机器人所首次构建的初始地图和行走路径，可以上传给所述远程监控计算机，从而在不同的机器人之间实现了数据的共享。
图I为本实用新型所述的基于遗传算法的可自动搜寻行走路径的机器人的结构示意图；图2为本实用新型所述的基于遗传算法的可自动搜寻行走路径的机器人的运动机构的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。如图I所示，本实用新型提供一种基于遗传算法的可自动搜寻行走路径的机器人，包括摄像机1，用于为机器人提供所述机器人所在环境的外部信息；超声传感器2，用于为机器人提供所述机器人所在环境的障碍物信息；红外传感器3，用于为机器人提供所述机器人所在环境的障碍物信息；依据遗传算法计算所述机器人行走路径的数据处理模块5，其同时与所述摄像机、所述超声传感器以及所述红外传感器连接，接收所述摄像机的视频信号，以获取所述机器人所在环境的外部信息，以及接收所述超声传感器和所述红外传感器的信号，以获取所述机器人所在环境的障碍物信息，所述数据处理模块构建所述机器人所在环境的初始地图，并计算所述机器人的行走路径；运动机构7 ;控制模块6，所述控制模块与所述数据处理模块连接，以及与所述运动机构连接，所述控制模块控制所述运动机构依据所述数据处理模块计算的所述机器人的行走路径运动。所述的基于遗传算法的可自动搜寻行走路径的机器人中，所述运动机构包括有一圆柱形底座71以及安装于所述圆柱形底座的底部的一对驱动轮73，所述驱动轮连接于一减速电机，所述减速电机连接于所述控制模块，受所述控制模块控制，所述减速电机驱动所述驱动轮。所述的基于遗传算法的可自动搜寻行走路径的机器人中，所述多个超声传感器均布于所述运动机构的圆柱形底座的外周。所述的基于遗传算法的可自动搜寻行走路径的机器人中，所述多个红外传感器均布于所述运动机构的圆柱形底座的外周。所述的基于遗传算法的可自动搜寻行走路径的机器人中，所述超声传感器的个数为10 20个。所述的基于遗传算法的可自动搜寻行走路径的机器人中，所述红外传感器的个数 为10 20个。 所述的基于遗传算法的可自动搜寻行走路径的机器人中，所述运动机构的圆柱形底座的底部还安装有一平衡轮72。上述平衡轮可以向任意方向转动。所述的基于遗传算法的可自动搜寻行走路径的机器人，还包括远程监控计算机4，其与所述数据处理模块通过无线信号通信连接，获取所述数据处理模块所构建的所述机器人所在环境的初始地图，以及获取所述机器人的行走路径。本实用新型所述的机器人被置于一未知环境时，为获取遗传算法的初始数据，需要首先获取未知环境的环境信息。因此，机器人依照一定行走路线在所在环境中行走，利用摄像头、超声传感器以及红外传感器获取环境信息。数据处理模块对摄像头、超声传感器以及红外传感器的数据进行处理，并构建初始地图。此初始地图被用于遗传算法的初始化。此后，数据处理模块可以以遗传算法计算出优化的行走路径。尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
权利要求1.一种基于遗传算法的可自动搜寻行走路径的机器人，其特征在于，包括 摄像机，用于为机器人提供所述机器人所在环境的外部信息； 超声传感器，用于为机器人提供所述机器人所在环境的障碍物信息； 红外传感器，用于为机器人提供所述机器人所在环境的障碍物信息； 依据遗传算法计算所述机器人行走路径的数据处理模块，其同时与所述摄像机、所述超声传感器以及所述红外传感器连接，接收所述摄像机的视频信号，以获取所述机器人所在环境的外部信息，以及接收所述超声传感器和所述红外传感器的信号，以获取所述机器人所在环境的障碍物信息，所述数据处理模块构建所述机器人所在环境的初始地图，并计算所述机器人的行走路径； 运动机构； 控制模块，所述控制模块与所述数据处理模块连接，以及与所述运动机构连接，所述控制模块控制所述运动机构依据所述数据处理模块计算的所述机器人的行走路径运动。
2.如权利要求I所述的基于遗传算法的可自动搜寻行走路径的机器人，其特征在于，所述运动机构包括有一圆柱形底座以及安装于所述圆柱形底座的底部的一对驱动轮，所述驱动轮连接于一减速电机，所述减速电机连接于所述控制模块，受所述控制模块控制，所述减速电机驱动所述驱动轮。
3.如权利要求2所述的基于遗传算法的可自动搜寻行走路径的机器人，其特征在于，所述多个超声传感器均布于所述运动机构的圆柱形底座的外周。
4.如权利要求2所述的基于遗传算法的可自动搜寻行走路径的机器人，其特征在于，所述多个红外传感器均布于所述运动机构的圆柱形底座的外周。
5.如权利要求3所述的基于遗传算法的可自动搜寻行走路径的机器人，其特征在于，所述超声传感器的个数为10 20个。
6.如权利要求4所述的基于遗传算法的可自动搜寻行走路径的机器人，其特征在于，所述红外传感器的个数为10 20个。
7.如权利要求2所述的基于遗传算法的可自动搜寻行走路径的机器人，其特征在于，所述运动机构的圆柱形底座的底部还安装有一平衡轮。
8.如权利要求I所述的基于遗传算法的可自动搜寻行走路径的机器人，其特征在于，还包括 远程监控计算机，其与所述数据处理模块通过无线信号通信连接，获取所述数据处理模块所构建的所述机器人所在环境的初始地图，以及获取所述机器人的行走路径。
专利摘要本实用新型公开了一种基于遗传算法的可自动搜寻行走路径的机器人。基于遗传算法的可自动搜寻行走路径的机器人在工作过程中，首先利用摄像机、超声传感器以及红外传感器采集环境信息，以便数据处理模块构建初始地图，在初始地图的基础上，数据处理模块可以进行遗传算法的初始化工作，并计算出优化的行走路径；控制模块依据上述行走路径，控制运动机构的动作。本实用新型实现了机器人在未知环境中行走路径的自动搜寻。此外，本实用新型还具有另一有益效果由某一机器人所首次构建的初始地图和行走路径，可以上传给所述远程监控计算机，从而在不同的机器人之间实现了数据的共享。
文档编号B25J5/00GK202480099SQ201220120019
公开日2012年10月10日 申请日期2012年3月27日 优先权日2012年3月27日
发明者董虎胜, 陆萍 申请人:苏州经贸职业技术学院