[发明专利]基于改进蚁群AODV协议的多机器人通信组网方法

权利要求书

1.基于改进蚁群AODV协议的多机器人通信组网方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、源机器人节点查询机器人路由表中是否存在到达目的机器人的路由，若存在，则选择路由性能函数值最大的路由进行数据传输，否则，源机器人发起路由发现，向相邻机器人节点发送改进路由请求报文；

S2、判断接收到改进路由请求报文的机器人节点是否为目的机器人节点或具有目的机器人的路由；若是，则向该机器人节点发送改进路由应答报文，建立正向路由，更新路径上机器人节点路由表；否则，检测中间机器人节点；

S3、判断中间机器人节点是否有源机器人节点的路由信息；若有，则表示收到过改进路由请求报文，并比较改进路由请求报文的源节点序列号与路由表中源节点序列号大小，当比较改进路由请求报文的源节点序列号小，则丢弃该路由信息，当比较改进路由请求报文的源节点序列号大，则更新转发该路由信息，当序列号相同，则记录并建立反向路由；若中间机器人节点无源机器人节点的路由信息，则建立反向路由并更新路由信息；

S4、中间机器人节点继续转发改进路由请求报文，循环步骤S3直到找到目的机器人，建立正向路由，并生成改进路由应答报文发送至源机器人节点；

S5、根据每条可行路由的信息素、数据缓存容量和机器人移动速度计算路由性能函数值，设定函数值最大的路由作为主路由，函数值次大的路由作为备用路由；

所述步骤S1前，机器人路由表中添加下一跳机器人信息表项，下一跳机器人信息表项包括信息素值、时延、下一跳机器人的移动速度、下一跳机器人的数据缓存容量和路由性能函数值；

所述步骤S5中，当机器人完成一次循环，对各路径上的信息素的调整如下：

τ_ij(t+1)＝(1-ρ)·τ_ij(t)+Δτ_ij(t,t+1) (1)

其中，τ_ij(t)为在t时刻路径(i,j)上的信息素值，为第k个机器人在时刻(t,t+1)留在路径(i,j)上的信息素值，常量Q为路径的总信息素量，d_ij为路径(i,j)上的时延，Δτ_ij(t,t+1)为本次循环中路径(i,j)的信息素增量，ρ为信息素挥发系数；

所述机器人移动速度公式如下：

其中，为归一化速度，V_j为机器人节点j的速度，V_max为机器人的最大速度；对于一个机器人节点，归一化速度越大，则在路由发现过程中该节点被选为中间转发节点的机会越小；

所述机器人的数据缓存容量公式如下：

其中，为归一化数据缓存队列中的容量，L_j为机器人节点j当前数据缓存队列中的容量，L_max为机器人数据缓存队列的最大容量；对于一个机器人节点，当前的数据缓存队列中的容量越大，节点发生拥塞的可能性越大，被选为中间节点的机会越小；

所述路由性能函数值的函数为：

其中，P为路由性能函数值，为归一化速度，为归一化数据缓存队列中的容量，γ，λ，μ为权重值，p_ij(t)为蚁群算法t时刻在机器人i选择机器人节点j的转移概率，具体公式为：

其中，N_i为机器人i的邻居点集合，τ_ij(t)为t时刻路径(i，j)上的信息素，η_ij(t)为路由跳数启发函数，函数为:η_ij(t)＝1/h_ij，h_ij为机器人节点j到达目的机器人的跳数，α为信息素启发因子，α越大，则选择信息素值越大路由的机会越大，β为跳数启发因子，β越大，则选择跳数越大的路由机会越大。

2.根据权利要求1所述的基于改进蚁群AODV协议的多机器人通信组网方法，其特征在于，利用主路由进行数据传输时还包括如下步骤：

实时更新主路由经过机器人的信息素、时延、数据缓存容量和机器人移动速度，进而更新路由性能函数值；

活动的机器人定期发送HELLO数据报；

判断相邻机器人的链路是否中断，若是，则进行修复或组建新路由，否则，正常传输。