一种基于指纹地图的室内移动机器人遍历路径规划方法技术

本发明专利技术公开一种基于指纹地图的室内移动机器人遍历路径规划方法，移动机器人包括驱动轮和与驱动轮连接的驱动电机，设置在移动机器人前端的充电电极公端以及主控电子装置设置，充电基座包括设置充电电极母端、电源插孔，以及充电控制电子装置，充电控制电子装置设置控制器和与控制器连接的第一WIFI模块，主控电子装置设置处理器和与处理器连接的第二WIFI模块，以及设置在处理器中的遍历路径规划方法，所述的遍历路径规划方法包括十个步骤，沿着无线信号强度等值线从左到右，再从右到左行走，当遇到障碍物时根据指纹地图进行障碍物类型判断：障碍物或者墙，并进行相应处理，最后进行结束条件判断。

【技术实现步骤摘要】
一种基于指纹地图的室内移动机器人遍历路径规划方法
本专利技术涉及一种基于指纹地图的室内移动机器人遍历路径规划方法，属于移动机器人领域。
技术介绍
移动机器人已经开始应用在我们的生活中，比如吸尘机器人和割草机器人，机器人的应用一定程度上减轻了日常的劳动负担，是未来技术发展的趋势。目前，移动机器人技术的发展还不是很完善，比如吸尘机器人和割草机器人，工作的时候采用随机路径，在工作环境内随意行走，工作效率很低。随着技术的发展，目前移动机器人开始装配二维甚至三维激光雷达用于环境检测和地图建立，但是这种方式成本非常高，传感器本身的价格已经远远超过目前移动机器人的成本。也有采用图像传感器进行环境检测与地图建立的，这种方式对硬件计算能力要求高，并且对环境光照条件要求苛刻。而无线wifi网络已经普及到每个家庭及办公环境，其硬件成本非常低，开发资料也很丰富，基于无线wifi网络信号的强度信息来进行移动机器人的建立环境地图和路径规划成为一个发展方向。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足之处，依据大范围无线信号的强度信息来建立环境的指纹地图，并进行遍历路径规划，在不增加硬件成本的前提下，提高工作效率。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于指纹地图的室内移动机器人遍历路径规划方法，所述的移动机器人包括驱动轮和与所述的驱动轮连接的驱动电机以及设置在所述的移动机器人前端的充电电极公端，所述的移动机器人内部设置主控电子装置，所述的主控电子装置包括进行集中控制的处理器，与所述的处理器连接的电机驱动电路，所述的电机驱动电路与所述的驱动电机连接，与所述的处理器连接的障碍物检测电路，用于进行避障和路径规划，与所述的处理器连接的惯性导航系统，用于计算所述的移动机器人的位置(x,y)和方向θ，还包括与所述的处理器连接的充电电路，所述的充电电路与所述的充电电极公端连接，所述的充电电路输出连接所述的充电电池，所述充电电池输出连接第二电源电路，所述的第二电源电路为后续电路提供电源；所述的充电基座包括充电电极母端、电源插孔，以及充电控制电子装置，所述的充电控制电子装置设置了进行集中控制的控制器，与所述电源插孔连接的第一电源电路和滤波电路，与所述的滤波电路连接的开关管，所述的开关管由所述的控制器控制，输出连接电流检测电路，所述的电流检测电路连接所述的充电电极母端，所述的电流检测电路将电流信号转换成电压信号给所述的控制器，所述的充电控制电子装置，设置与所述的控制器连接的第一WIFI模块，所述的第一WIFI模块设置为AP模式，所述的主控电子装置设置与所述的处理器连接的第二WIFI模块，所述的第二WIFI模块设置为STA模式，所述的处理器可获取所述的第二WIFI模块接收到的无线信号强度值RSSI，记为R，以及所述的处理器内部设置链表L0={a(i)}，其中a(i)=Ri，i=0,1,2,3......N-1，其中，Ri表示所述的移动机器人围绕墙行走过程中，不同时刻存储的无线信号强度值，其中，N为链表长度，所述的处理器设置遍历路径规划方法，所述的遍历路径规划方法包括以下步骤：(1)设置链表L1={b(j)}，其中b(j)=Rj，j=0,1,2,3......M-1，其中，M为链表长度,设置表尾指针ep，指向链表L1中最新数据的位置；(2)所述的移动机器人离开所述的充电基座，向左旋转并以沿着墙边行走，采用行走距离累计算法，计算所述的移动机器人的行走距离d，当行走距离d>W时，其中，W为所述的移动机器人的车身宽度，则存储当前无线信号强度值Rx=R，记录起始地址PS0(xS0，yS0)，即xS0=x，yS0=y；进入步骤3；(3)所述的移动机器人进入向左循迹过程，循迹路径为无线信号强度等值线，即无线信号强度为Rx的路径；当所述的移动机器人遇到障碍物时，存储无线信号强度值R，即ep=0，b(ep)=R，进入步骤4；(4)所述的移动机器人以左侧沿着障碍物行走；采用行走距离累计算法，计算所述的移动机器人的行走距离d，当距离d>10cm，存储无线信号强度值R至L1，即ep++，b(ep)=R；当|R-Rx|<δ，其中δ设置为接近于零的阈值，返回步骤3；当ep等于M-1时，进入步骤5；(5)采用数据匹配算法，将链表L1与链表L0中的数据进行匹配，如果匹配成功则进入步骤6；如果匹配不成功，存储无线信号强度值R，即ep=0，b(ep)=R，则返回步骤4；(6)所述的移动机器人向右旋转并以右侧沿着墙边行走，当无线信号强度值R等于Rx时，计算所述的移动机器人沿着无线信号强度等值线的行走路径长度pace=，如果pace>K，其中K为遍历路径规划结束阈值，则继续规划路径，沿墙行走距离d>W，然后存储当前无线信号强度值Rx=R，记录起始地址PS0(xS0，yS0)，即xS0=x，yS0=y，进入步骤7；否则，结束遍历路径规划；(7)所述的移动机器人进入向右循迹过程，循迹路径为无线信号强度等值线，无线信号强度为Rx的路径；当所述的移动机器人遇到障碍物时，存储无线信号强度值R，即ep=0，b(ep)=R，进入步骤8；(8)所述的移动机器人向左旋转并以左侧沿着障碍物行走；采用行走距离累计算法，计算所述的移动机器人走过的距离d，当距离d>10cm，存储无线信号强度值R至L1，即ep++，b(ep)=R;当|R-Rx|<δ,返回步骤7；当ep等于M-1时，进入步骤9；(9)采用数据匹配算法，将链表L1与链表L0中的数据进行匹配，如果匹配成功则进入步骤10；如果匹配不成功，存储无线信号强度值R，即ep=0，b(ep)=R，则返回步骤8；(10)所述的移动机器人向右旋转并以右侧沿着墙边行走，当无线信号强度值R等于Rx时，计算所述的移动机器人沿着无线信号强度等值线的行走路径长度pace=，如果pace>K，则继续规划路径，向左旋转并以左侧沿墙行走距离d>W，然后存储当前无线信号强度值Rx=R，记录起始地址PS0(xS0，yS0)，即xS0=x，yS0=y，返回步骤3；否则，结束遍历路径规划。所述的行走距离累计算法设置为：初始化行走距离d=0；设置计算周期T；在当前计算周期T的初始时刻，存储初始位置x0=x，y0=y；计算周期T结束时，计算当前计算周期T内所述的移动机器人的行走距离Δd=；对Δd进行累计，可得行走距离d=d+Δd，然后进入下一个计算周期T。所述的向左循迹过程设置为：当R>Rx+δ，所述的移动机器人向左旋转，直到Rx-δ<R<Rx+δ；当R<Rx+δ，向右旋转,直到Rx-δ<R<Rx+δ；保持直线前进。所述的向右循迹过程设置为：当R>Rx+δ，所述的移动机器人向右旋转，直到Rx-δ<R<Rx+δ;当R<Rx+δ，向左旋转,直到Rx-δ<R<Rx+δ；保持直线前进。所述的数据匹配算法设置为：计算链表L1与L0的匹配评价函数SAD值：SAD(i)=，其中i=0,1,2,3...本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于指纹地图的室内移动机器人遍历路径规划方法，所述的移动机器人包括驱动轮和与所述的驱动轮连接的驱动电机以及设置在所述的移动机器人前端的充电电极公端，所述的移动机器人内部设置主控电子装置，所述的主控电子装置包括进行集中控制的处理器，与所述的处理器连接的电机驱动电路，所述的电机驱动电路与所述的驱动电机连接，与所述的处理器连接的障碍物检测电路，用于进行避障和路径规划，与所述的处理器连接的惯性导航系统，用于计算所述的移动机器人的位置(x,y)和方向θ，还包括与所述的处理器连接的充电电路，所述的充电电路与所述的充电电极公端连接，所述的充电电路输出连接所述的充电电池，所述充电电池输出连接第二电源电路，所述的第二电源电路为后续电路提供电源；所述的充电基座包括充电电极母端、电源插孔，以及充电控制电子装置，所述的充电控制电子装置设置了进行集中控制的控制器，与所述电源插孔连接的第一电源电路和滤波电路，与所述的滤波电路连接的开关管，所述的开关管由所述的控制器控制，输出连接电流检测电路，所述的电流检测电路连接所述的充电电极母端，所述的电流检测电路将电流信号转换成电压信号给所述的控制器，所述的充电控制电子装置，设置与所述的控制器连接的第一WIFI模块，所述的第一WIFI模块设置为AP模式，所述的主控电子装置设置与所述的处理器连接的第二WIFI模块，所述的第二WIFI模块设置为STA模式，所述的处理器可获取所述的第二WIFI模块接收到的无线信号强度值RSSI，记为R，以及所述的处理器内部设置链表L0={a(i)}，其中a(i)=Ri，i=0,1,2,3......N‑1，其中，Ri表示所述的移动机器人围绕墙行走过程中，不同时刻存储的无线信号强度值，其中，N为链表长度，其在于特征是：所述的处理器设置遍历路径规划方法，所述的遍历路径规划方法包括以下步骤：(1) 设置链表L1={b(j)}，其中b(j)=Rj，j=0,1,2,3......M‑1，其中，M为链表长度,设置表尾指针ep，指向链表L1中最新数据的位置；(2) 所述的移动机器人离开所述的充电基座，向左旋转并以沿着墙边行走，采用行走距离累计算法，计算所述的移动机器人的行走距离d，当行走距离d>W时，其中，W为所述的移动机器人的车身宽度，则存储当前无线信号强度值Rx=R，记录起始地址PS0(xS0，yS0)，即xS0=x，yS0=y；进入步骤3；(3) 所述的移动机器人进入向左循迹过程，循迹路径为无线信号强度等值线，即无线信号强度为Rx的路径；当所述的移动机器人遇到障碍物时，存储无线信号强度值R，即ep=0，b(ep)=R，进入步骤4；(4) 所述的移动机器人以左侧沿着障碍物行走；采用行走距离累计算法，计算所述的移动机器人的行走距离d，当距离d>10cm，存储无线信号强度值R至L1，即ep++，b(ep)=R；当|R‑Rx|...

【技术特征摘要】
1.一种基于指纹地图的室内移动机器人遍历路径规划方法，所述的移动机器人包括驱动轮和与所述的驱动轮连接的驱动电机以及设置在所述的移动机器人前端的充电电极公端，所述的移动机器人内部设置主控电子装置，所述的主控电子装置包括进行集中控制的处理器，与所述的处理器连接的电机驱动电路，所述的电机驱动电路与所述的驱动电机连接，与所述的处理器连接的障碍物检测电路，用于进行避障和路径规划，与所述的处理器连接的惯性导航系统，用于计算所述的移动机器人的位置(x,y)和方向θ，还包括与所述的处理器连接的充电电路，所述的充电电路与所述的充电电极公端连接，所述的充电电路输出连接所述的充电电池，所述充电电池输出连接第二电源电路，所述的第二电源电路为后续电路提供电源；所述的充电基座包括充电电极母端、电源插孔，以及充电控制电子装置，所述的充电控制电子装置设置了进行集中控制的控制器，与所述电源插孔连接的第一电源电路和滤波电路，与所述的滤波电路连接的开关管，所述的开关管由所述的控制器控制，输出连接电流检测电路，所述的电流检测电路连接所述的充电电极母端，所述的电流检测电路将电流信号转换成电压信号给所述的控制器，所述的充电控制电子装置，设置与所述的控制器连接的第一WIFI模块，所述的第一WIFI模块设置为AP模式，所述的主控电子装置设置与所述的处理器连接的第二WIFI模块，所述的第二WIFI模块设置为STA模式，所述的处理器可获取所述的第二WIFI模块接收到的无线信号强度值RSSI，记为R，以及所述的处理器内部设置链表L0={a(i)}，其中a(i)=Ri，i=0,1,2,3......N-1，其中，Ri表示所述的移动机器人围绕墙行走过程中，不同时刻存储的无线信号强度值，其中，N为链表长度，其在于特征是：所述的处理器设置遍历路径规划方法，所述的遍历路径规划方法包括以下步骤：(1)设置链表L1={b(j)}，其中b(j)=Rj，j=0,1,2,3......M-1，其中，M为链表长度,设置表尾指针ep，指向链表L1中最新数据的位置；(2)所述的移动机器人离开所述的充电基座，向左旋转并以沿着墙边行走，采用行走距离累计算法，计算所述的移动机器人的行走距离d，当行走距离d>W时，其中，W为所述的移动机器人的车身宽度，则存储当前无线信号强度值Rx=R，记录起始地址PS0(xS0，yS0)，即xS0=x，yS0=y；进入步骤3；(3)所述的移动机器人进入向左循迹过程，循迹路径为无线信号强度等值线，即无线信号强度为Rx的路径；当所述的移动机器人遇到障碍物时，存储无线信号强度值R，即ep=0，b(ep)=R，进入步骤4；(4)所述的移动机器人以左侧沿着障碍物行走；采用行走距离累计算法，计算所述的移动机器人的行走距离d，当距离d>10cm，存储无线信号强度值R至L1，即ep++，b(ep)=R；当|R-Rx|<δ，其中δ设置为接近于零的阈值，返回步骤3；当ep等于M-1时，进入步骤5；(5)采用数据匹配算法，将链表L1与链表L0中的数据进行匹配，如果匹配成功则进入步骤6；如果匹配不成功，存储无线信号强度值R，即ep=0，b(ep)=R，则返回步骤4；(6)所述的移动机器人向右旋转并以右侧沿着墙边行走，当无线信号强度值R等于...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘瑜，
申请(专利权)人：杭州晶一智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33