一种高性能机器人防撞移动算法的制作方法

本发明涉及一种高性能机器人防撞移动算法。

背景技术：

机器人技术无论是在工业化时代还是在信息化时代都备受关注，无论是在民用工业还是在国防军事都有着十分广泛的应用。移动机器人路径规划问题是智能机器人技术的一个重要分支，其主要任务是在充满着静止障碍物、移动物体以及危险区域的复杂环境中，为移动机器人提供从起始位置到目标位置免碰撞并合理的离线或在线工作方式的全局或局部性规划。随着应用背景的不断复杂化以及应用领域的不断扩大，机器人技术一直向着更高层次的人工智能化目标发展，也一直是国内外的热门研究主题。作为移动机器人导航技术重要组成部分,路径规划结果的优劣直接决定着机器人的实用性及总体性能。路径规划问题已经被证明是一种NP难问题，传统的优化方法对这类复杂非线性NP优化问题具有计算耗时、环境自适应性差、缺乏鲁棒性以及可扩展性等诸多弊端，因此，采用现代智能优化方法是解决路径规划问题的趋势。

目前，室内移动机器人(如扫地机器人、端菜机器人等)的移动方式大都是匀速运动，或者速度即使可调，但也是人工设置后，定速运行的，效率极其低下，对环境没有适应性，实用性不足。为此，本发明提供一种移动效率高、环境适应性强的高性能机器人防撞移动算法。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术问题，本发明公开一种操作简便，控制精细，更加直观的一种高性能机器人防撞移动算法，具有移动效率高、环境适应性强等优点。改变目前室内移动机器人(比如扫地机器人、端菜机器人等)的匀速移动方式造成的效率低下问题。

一种高性能机器人防撞移动算法，其包括以下步骤：依据机器人与环境障碍物间的距离，控制机器人的移动速度。

为了进一步实现本发明，其中，依据机器人与环境障碍物间的距离，控制机器人的移动速度的步骤包括：

预设模糊PID控制，并将控制参数保存在数据库或xml文件中；

利用机器人自带的传感器检测机器人与环境障碍物间的距离；

依据上述模糊PID控制及机器人与环境障碍物间的距离控制机器人的移动速度。

为了进一步实现本发明，其中，预设模糊PID控制的步骤包括：

当机器人与环境障碍物间的距离大于3米时，机器人加速启动，移动速度增加；加速度可根据机器人与环境障碍物间的距离大小进行调整。

当机器人与环境障碍物间的距离在1～3米内时，机器人匀速启动，移动速度不变；

当机器人与环境障碍物间的距离小于1米时，机器人开始减速，移动速度减少；加速度可根据机器人与环境障碍物间的距离大小进行调整。

本发明提供的一种基于头部运动的机器人移动控制方式同现有技术相比，具有如下优点：

1、本发明提供的高性能机器人防撞移动算法，具有距离大移动快，距离小移动慢，距离中移动中的特点，从而具有一定的环境适应性，提高了移动效率。

2、本发明提供的高性能机器人防撞移动算法，通过测距传感器检测机器人与环境障碍物之间的距离，根据距离的远近使用模糊PID控制控制/模糊PID控制算法调节机器人移动速度。

3、本发明提供的高性能机器人防撞移动算法，基于机器人与环境障碍物之间的距离，控制机器人的移动速度，当机器人与环境障碍物之间的距离大于预定值时加快移动速度，当机器人与环境障碍物之间的距离小于预定值时减缓或匀速运动，通过测距传感器检测机器人与环境障碍物之间的距离，可根据距离的远近调节速度的快慢，环境适应性较强，提高了机器人的移动效率。该方法具有距离大移动快，距离小移动慢，距离中移动中的特点，从而具有一定的环境适应性，提高了移动效率。

附图说明

图1为本发明的模糊PID结构原理图；

图2为本发明的一种高性能机器人防撞移动算法的结构图；

图3为根据本发明某些实施例的高性能机器人防撞移动算法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步阐述，本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。

图1为模糊PID结构原理图。所谓模糊PID控制器,即利用模糊逻辑算法并根据一定的模糊规则对PID控制的比例、积分、微分系数进行实时优化,以达到较为理想的控制效果。模糊PID控制共包括参数模糊化、模糊规则推理、参数解模糊、PID控制器等几个重要组成部分。计算机根据所设定的输入和反馈信号，计算实际位置和理论位置的偏差e以及当前的偏差变化ec，并根据模糊规则进行模糊推理，最后对模糊参数进行解模糊，输出PID控制器的比例、积分、微分系数。

图2为高性能机器人防撞移动算法的结构图，包含模糊PID控制制定模块、距离测量模块、速度控制模块。其中，模糊PID控制制定模块用于确定模糊PID控制；距离测量模块用于计算机器人与环境障碍物间的距离；速度控制模块模糊PID控制及机器人与环境障碍物间的距离控制机器人的移动速度。

图3为根据本发明某些实施例的高性能机器人防撞移动算法的流程图，具体步骤如下：

步骤1、预设模糊PID控制参数，并将其保存在数据库或xml文件中；

步骤2、利用机器人自带的传感器检测机器人与环境障碍物间的距离；

步骤3、依据上述模糊PID控制及机器人与环境障碍物间的距离控制机器人的移动速度。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非是对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本发明技术方案做出的任何变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。