[发明专利]一种机器人迷宫搜索方法

说明书

技术领域

本发明属人工智能技术领域，特别是涉及一种机器人迷宫搜索方法。

背景技术

将智能机器人应用于探索迷宫和未知环境的研究已经非常普及，纵观已有迷宫搜索算法，绝大部分的做法是当机器人有支路进行选择时，会根据拟定的路径选择算法，选择其中一条进行继续探索，直至搜索到终点。而此类算法有个弊端，没有充分利用机器人已经搜索到的信息对机器人的搜索路径进行优化。当有支路进行选择时，则根据拟定的路径选择算法，选择其中一条进行继续探索，而这条路径是否可达终点，事先并未根据已有的数据进行分析判断，只能通过实际搜索来得知。而且也仅仅局限于对已探索到的信息进行选择，并未对这些信息进行有效扩展，这些都必将带来一些不必要的搜索，影响做出判断的准确性，降低搜索效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种机器人迷宫搜索方法，从剔除无效搜索路径和增加有效信息两方面入手，以高速的微控制器运算速度替代相对低速的机器人机械运行速度，从而提高迷宫搜索效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种机器人迷宫搜索方法，包括下列步骤：

（1）对已知和机器人探索出的信息进行扩展，当搜索到迷宫格中一格的墙面信息后，利用此墙面信息，对其四周各格的墙面部分或全部信息进行更新。即根据当前迷宫格左方向是否有路，得出其左方的迷宫格右方向是否有路。同理可根据当前迷宫格的下、右、上方向是否有路，得出其下方迷宫格的上方向、右方迷宫格的左方向和上方迷宫格的下方向是否有路。这样，虽然这四格并未搜索过，却已得到部分甚至全部墙面信息，为后期的判断和路径选择提供更多有效数据；

（2）当有支路可供选择时，对路径选择算法选择出的支路利用“洪水推演法”进行预推演，剔除不可行路径，所述“洪水推演法”即根据路径选择法则选择好最优支路后，在机器人行进前，根据已知信息、机器人探索出和扩展出的信息顺着这条支路预推演，若这条支路能够推演到终点，则这条支路判断为可行进；若推演不到终点，则判断为不可行进，并将推演到的所有不可行进迷宫格标记为死路、剔出搜索范围，再根据路径选择法则选择出的下一优先支路进行预推演，直至找出可行进的支路为止。

所述的步骤（2）中还包括：对路径选择算法选择出的路径进行一次过滤，排除那些不可达路径，减小搜索范围；排除的仅仅是那些没有可能到达终点的路径，对其余有可能到达的路径均予以保留。

所述的步骤（2）中“洪水推演法”在路径选择算法选择好支路之后，根据数组记录的隔墙信息，顺着这条支路模拟“流水”，并将机器人当前位置标记为最高点，即“洪水”流不到的地方，防止其“逆流”；若这条“流水”路径能够“流淌”到终点，则这条路判断为可行进；若“流淌”不到终点，则判断为不可行进，并将“洪水”所“流过”的所有格子标记为死路、剔出搜索范围，再根据路径选择算法选择下一优先支路，并进行推演，直至找出可行进支路为止。

所述的步骤（2）中所述的推演的实现方法为基于等高图法寻找最优路径的方法进行，根据数组中记录的信息作从支路点到终点的等高图，从中找出一条能够到达终点的路径；如果已完成所有坐标的等高值更新，依然没能够更新终点的等高值，则判断为此支路不可达；推演过程必须向“前”推演，等高值初始化时，将当前机器人位置的等高值置为最小值0，起点或支路点的等高值置为1，其余点的初始等高值均置为0xff，即可保证向“前”推演。

有益效果

本发明首先对已知和机器人探索出的信息进行扩展，从而得出更多有用信息，不仅能为本发明提出的“洪水推演法”提供有效数据，也能够为机器人在选择最优路径等提供更多数据，从而做出更加准确的选择或判断。所提出的“洪水推演法”能够识别出迷宫中的死路，从而减小搜索范围，以微控制器高速的运算速度替代机器人缓慢的“奔跑”速度，

有效提高搜索效率。

附图说明

图1为本发明数据扩展示意图。

图2为本发明路径选择算法流程图。

图3为本发明机器人搜索路径示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。