本发明专利技术提供一种机器人覆盖路径的规划方法、装置、电子设备及存储介质，该方法包括：在仿真软件中，基于非线性忆阻器替代蔡混沌系统中的蔡二极管，得到忆阻器混沌系统；确定所述忆阻器混沌系统的混沌电路对应的简化无量纲方程；确定移动机器人的运动学方程；基于所述忆阻器混沌系统的动态方程，构建所述移动机器人的路径规划器；基于所述路径规划器，以及所述运动学方程和所述简化无量纲方程，得到所述移动机器人的覆盖路径方程，并基于镜像映射的方式对所述覆盖路径方程进行求解，得到所述移动机器人的覆盖路径。本发明专利技术可以解决在对机器人的覆盖路径进行规划时，无法既保证覆盖范围，又降低规划时间和提高规划效率的技术问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器人，具体涉及一种机器人覆盖路径的规划方法、装置、电子设备及存储介质。
技术介绍
1、在各个行业的移动机器人应用中，自主移动机器人覆盖路径规划是近些年来更新较快的领域之一，但当前主流算法大部分适用于单一场景下的覆盖路径规划，并没有为移动机器人的路径提供随机性和不可预测性。
2、针对单一场景的覆盖路径规划问题，现已有回溯螺旋算法、分解方法，以及一些人工智能算法，包括神经网络算法和遗传算法。这些方法都适用于单一场景下的覆盖路径规划。然而，它们并没有为移动机器人的路径提供随机性和不可预测性。
3、许多研究者引入混沌系统来实现机器人覆盖路径的随机性和不可预测性。但目前面临的关键挑战是如何将混沌系统传递给移动机器人，并保证机器人的覆盖路径具有更大的覆盖范围。中村和道川提出了一种将混沌属性传递给移动机器人的方法。李彩虹提出了一种利用洛伦兹混沌系统实现移动机器人覆盖路径正则化的覆盖路径规划机制。然而，在使用混沌系统实现移动机器人覆盖路径规划的研究中，虽然机器人在工作空间的覆盖范围可以达到99％，但机器人在覆盖路径规划上的时间和效率上都有待提升。因此，现有技术方案在对机器人的覆盖路径进行规划时，无法既保证覆盖范围，又降低规划时间和提高规划效率。
技术实现思路
1、有鉴于此，有必要提供一种机器人覆盖路径的规划方法、装置、电子设备及存储介质，用以解决现有技术方案在对机器人的覆盖路径进行规划时，无法既保证覆盖范围，又降低规划时间和提高规划效率的技术问题。
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p>2、为了实现上述目的，本专利技术提供了一种机器人覆盖路径的规划方法，包括：3、在仿真软件中，基于非线性忆阻器替代蔡混沌系统中的蔡二极管，得到忆阻器混沌系统；
4、确定所述忆阻器混沌系统的混沌电路对应的简化无量纲方程；
5、确定移动机器人的运动学方程；
6、基于所述忆阻器混沌系统的动态方程，构建所述移动机器人的路径规划器；
7、基于所述路径规划器，以及所述运动学方程和所述简化无量纲方程，得到所述移动机器人的覆盖路径方程，并基于镜像映射的方式对所述覆盖路径方程进行求解，得到所述移动机器人的覆盖路径。
8、进一步地，所述确定所述忆阻器混沌系统的混沌电路对应的简化无量纲方程，包括：
9、确定所述忆阻器混沌系统的混沌电路对应的表达式；
10、对所述混沌电路的表达式进行归一化处理，以使所述忆阻器混沌系统无因次化，得到所述混沌电路对应的简化无量纲方程。
11、进一步地，所述确定移动机器人的运动学方程，包括：
12、构建移动机器人对应的模型；所述模型包括两个主动轮和一个被动轮，所述主动轮用于控制所述移动机器人的旋转方向和前进速度，所述被动轮辅助控制所述主动轮；
13、基于所述模型对应的姿态，构建所述移动机器人的运动学方程。
14、进一步地，所述基于镜像映射的方式对所述覆盖路径方程进行求解，得到所述移动机器人的覆盖路径，包括：
15、基于镜像映射的方式，并结合预设的移动机器人的初始位置，对所述覆盖路径方程进行迭代求解，且在迭代过程中，不断增加迭代次数，得到所述移动机器人的覆盖路径。
16、进一步地，所述基于镜像映射的方式，并结合预设的移动机器人的初始位置，对所述覆盖路径方程进行迭代求解，且在迭代过程中，不断增加迭代次数，得到所述移动机器人的覆盖路径，包括：
17、基于预设的移动机器人的初始位置，对所述覆盖路径方程进行迭代求解，且在迭代过程中，不断增加迭代次数，得到无约束空间中所述移动机器人的覆盖路径；
18、在所述无约束空间中所述移动机器人的覆盖路径不处于工作空间内部的情况下，基于镜像映射的方式重新规划所述移动机器人的路径，得到所述工作空间内部的所述移动机器人的覆盖路径。
19、进一步地，机器人覆盖路径的规划方法，还包括：
20、将所述工作空间划分为多个相同的单元格；
21、基于在工作空间中所述移动机器人的覆盖路径所经过的单元格，确定所述移动机器人在所述工作空间中的覆盖程度，并基于所述覆盖程度确定在工作空间中所述移动机器人的覆盖路径的有效性。
22、进一步地，所述基于在工作空间中所述移动机器人的覆盖路径所经过的单元格，确定所述移动机器人在所述工作空间中的覆盖程度，包括：
23、将工作空间中所述移动机器人的覆盖路径所经过的单元格的数量，除以所述工作空间中的总数量，得到所述移动机器人在所述工作空间中的覆盖程度。
24、本专利技术还提供一种机器人覆盖路径的规划装置，包括：
25、混沌系统构建模块，用于在仿真软件中，基于非线性忆阻器替代蔡混沌系统中的蔡二极管，得到忆阻器混沌系统；
26、简化模块，用于确定所述忆阻器混沌系统的混沌电路对应的简化无量纲方程；
27、运动确定模块，用于确定移动机器人的运动学方程；
28、规划器构建模块，用于基于所述忆阻器混沌系统的动态方程，构建所述移动机器人的路径规划器；
29、路径求解模块，用于基于所述路径规划器，以及所述运动学方程和所述简化无量纲方程，得到所述移动机器人的覆盖路径方程，并基于镜像映射的方式对所述覆盖路径方程进行求解，得到所述移动机器人的覆盖路径。
30、本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器和处理器，其中，
31、所述存储器，用于存储程序；
32、所述处理器，与所述存储器耦合，用于执行所述存储器中存储的所述程序，以实现如上述任意一项所述的机器人覆盖路径的规划方法中的步骤。
33、本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的机器人覆盖路径的规划方法。
34、采用上述实现方式的有益效果是：本专利技术提供的机器人覆盖路径的规划方法、装置、电子设备及存储介质，通过在仿真软件中，基于非线性忆阻器替代蔡混沌系统中的蔡二极管，得到忆阻器混沌系统；确定所述忆阻器混沌系统的混沌电路对应的简化无量纲方程；确定移动机器人的运动学方程；基于所述忆阻器混沌系统的动态方程，构建所述移动机器人的路径规划器；基于所述路径规划器，以及所述运动学方程和所述简化无量纲方程，得到所述移动机器人的覆盖路径方程，并基于镜像映射的方式对所述覆盖路径方程进行求解，得到所述移动机器人的覆盖路径。
35、本专利技术提出的机器人覆盖路径的规划方法，利用忆阻器混沌系统实现移动机器人全覆盖路径规划，当机器人有边界约束时，采用镜像映射的方式对忆阻器混沌系统确定的覆盖路径方程进行求解，以提高机器人覆盖路径的覆盖范围。
36、同时，本专利技术采用将混沌系统与移动机器人相结合的方式，可以在移动机器人覆盖路径规划的特殊场景中提供显著的优势，即路径降低规划时间和提高路径规划效率，从而解决现有技术方案在对机器人的覆盖路径进行规划时，本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种机器人覆盖路径的规划方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的机器人覆盖路径的规划方法，其特征在于，所述确定所述忆阻器混沌系统的混沌电路对应的简化无量纲方程，包括：
3.根据权利要求1所述的机器人覆盖路径的规划方法，其特征在于，所述确定移动机器人的运动学方程，包括：
4.根据权利要求1-3任一项所述的机器人覆盖路径的规划方法，其特征在于，所述基于镜像映射的方式对所述覆盖路径方程进行求解，得到所述移动机器人的覆盖路径，包括：
5.根据权利要求4所述的机器人覆盖路径的规划方法，其特征在于，所述基于镜像映射的方式，并结合预设的移动机器人的初始位置，对所述覆盖路径方程进行迭代求解，且在迭代过程中，不断增加迭代次数，得到所述移动机器人的覆盖路径，包括：
6.根据权利要求5所述的机器人覆盖路径的规划方法，其特征在于，还包括：
7.根据权利要求6所述的机器人覆盖路径的规划方法，其特征在于，所述基于在工作空间中所述移动机器人的覆盖路径所经过的单元格，确定所述移动机器人在所述工作空间中的覆盖程度，包括：
8.一种机器人覆盖路径的规划装置，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，其中，
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的机器人覆盖路径的规划方法。
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【技术特征摘要】
1.一种机器人覆盖路径的规划方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的机器人覆盖路径的规划方法，其特征在于，所述确定所述忆阻器混沌系统的混沌电路对应的简化无量纲方程，包括：
3.根据权利要求1所述的机器人覆盖路径的规划方法，其特征在于，所述确定移动机器人的运动学方程，包括：
4.根据权利要求1-3任一项所述的机器人覆盖路径的规划方法，其特征在于，所述基于镜像映射的方式对所述覆盖路径方程进行求解，得到所述移动机器人的覆盖路径，包括：
5.根据权利要求4所述的机器人覆盖路径的规划方法，其特征在于，所述基于镜像映射的方式，并结合预设的移动机器人的初始位置，对所述覆盖路径方程进行迭代求解，且...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈雪，胡玉荣，陈凯凯，
申请(专利权)人：荆楚理工学院，
类型：发明
国别省市：
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