[发明专利]一种结合历史状态的移动机器人沿墙高效遍历算法

说明书

本发明提供了一种结合历史状态的移动机器人沿墙高效遍历算法，根据移动机器人的历史运动环境状态和当前运动环境状态来判断移动机器人所处的状态，然后根据判断的结果和记录的自身旋向信息决定移动机器人的运动方向。本发明提出的算法不会出现串扰、定位不准、需要提前学习、需要大量模板库等缺点，可以使移动机器人高效、快速的完成沿墙走的运动，并且该方法对室内环境有很好的适应性。

技术领域

本发明属于移动机器人路径导航领域，具体涉及一种结合历史状态的移动机器人沿墙高效遍历算法。

背景技术

在室内环境中，墙体是最基本的结构之一，而对于室内移动机器人来讲，能否沿着墙体移动是分辨室内移动机器人的能力重要条件。在许多情况下，都需要移动机器人具备沿墙走这一功能，比如室内地图的构建；根据构建的地图室内移动机器人可以移动到指定的位置；避障等。经过研究发现基于声呐的沿墙导航算法、模糊控制算法以及其他智能算法在沿墙走这一行为的表现较差，会出现确定方位差、串扰、镜面反射、需要大量模板等缺点。

发明内容

本发明的目的是针对上述缺点，本发明提出一种结合历史状态的移动机器人沿墙高效遍历算法，本算法可以使移动机器人高效、快速的完成沿墙走的运动，并且该方法对室内环境有很好的适应性。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种结合历史状态的移动机器人沿墙高效遍历算法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、根据移动机器人上传感器传来反馈，判断移动机器人当前所在位置的前方、左方以及右方是否有障碍物；

步骤二、再用变量k来表示当前时刻t的运动环境状态，判断当前位置属于哪种状态，用k的数值记录当前运动环境状态；

步骤三、用变量k₁来表示历史时刻t-1的运动环境状态，判断历史时刻位置属于哪种状态，用k₁的数值记录历史运动环境状态；

步骤四：将移动机器人的历史运动环境状态k₁与当前运动环境状态k结合，即移动机器人t时刻的当前运动环境状态k和步骤二得到的它的前一时刻t-1时刻的历史运动环境状态k₁相结合，得出当前移动机器人的运动方向。

作为改进，所述当前运动环境状态k和历史运动环境状态k₁的取值范围均为1-8之间的自然数，具体如下：

状态1)移动机器人的前方、左方和右方均无障碍物，则k或者k₁取1；

状态2)移动机器人只有左方有障碍物，前方和右方无障碍物，则k或者k₁取2；

状态3)移动机器人只有前方有障碍物，左方和右方无障碍物，则k或者k₁取3；

状态4)移动机器人只有右方有障碍物，前方和左方无障碍物，则k或者k₁取4；

状态5)移动机器人的左方和前方都有障碍物，右方无障碍物，则k或者k₁取5；

状态6)移动机器人的右方和前方都有障碍物，左方无障碍物，则k或者k₁取6；

状态7)移动机器人的左方和右方都有障碍物，前方无障碍物，则k或者k₁取7；

状态8)移动机器人的前方、左方以及右方均有障碍物，则k或者k₁取8。

作为改进，当移动机器人根据当前运动环境状态k和历史运动环境状态k₁无法判断当前时刻运动方向时，通过移动机器人当前时刻t之前的旋向信息fx判断，旋向信息fx定义如下：