[发明专利]一种基于膜计算的移动机器人避障控制方法

权利要求书

1.一种基于膜计算的移动机器人避障控制方法，包括局部环境信息的获取及处理和设计避障行为酶数值膜控制系统，其特征在于：所述局部环境信息的获取及处理的具体步骤：

1)获取局部环境信息，作为输入：

利用移动机器人周身的n个距离传感器获得障碍物与相应传感器的距离值x_i；i表示第i个传感器；

2)对x_i进行线性变换：

通过下述公式对x_i进行线性变换，其中，s_i为线性变换后的传感器值，M为传感器的最大检测距离；

s_i＝-x_i+M；

所述设计避障行为酶数值膜控制系统的具体步骤：

1)计算障碍物到机器人的距离d：

障碍物到机器人的距离d通过位于移动机器人前方的4个传感器求得；通过下式计算出4个传感器获得的障碍物到机器人的距离d₁、d₂、d₃、d₄；取d₁、d₂、d₃、d₄中最小值作为障碍物到机器人的距离d；将d与机器人半径r₁进行对比，较大值做为障碍物到机器人的距离d；

d_i＝(M-s_i+r₁)cosθ_i；

其中，s_i为线性变换后的传感器值，M为传感器的最大检测距离，θ_i为第i个传感器与机器人前进方向的夹角，r₁为移动机器人半径；

2)计算巡航速度CruiseSpeed：

利用下式计算巡航速度；其中，H为安全系数，取值为(0，1)，H值越小，CruiseSpeed越小，越安全；w为移动机器人旋转角速度，w取绝对值；d为移动机器人到障碍物的距离；r₁为移动机器人半径；移动机器人旋转角速度w通过移动机器人编码器获取；计算的巡航速度CruiseSpeed与移动机器人最大前进速度Vmax对比，取较小值做为巡航速度CruiseSpeed；

3)传感器值s_i与权值相乘并累加：

为每个传感器值s_i建立权值变量weightLeft_i、weightRight_i；将传感器值与权值相乘并进行累加，结果分别保存在变量SWL、SWR；

即SWL＝∑s_i*weightLeft_i、SWR＝∑s_i*weightRight_i；

4)计算左右轮速度leftSpeed、rightSpeed，作为输出：

利用下式计算左右轮速度；计算出的左右轮速度作为输出，用于移动机器人双轮控制；

leftSpeed＝CruiseSpeed+SWL；

rightSpeed＝CruiseSpeed+SWR；

5)跳转到获取局部环境信息，作为输入，直到机器人完成运动任务。