[发明专利]一种基于UNITY引擎的移动机器人仿真系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于UNITY引擎的移动机器人仿真系统，其特征在于，由数学建模工具和场景建模工具完成系统搭建，包括仿真环境及智能控制算法。本发明的另一个技术方案是提供了一种基于UNITY引擎的移动机器人仿真方法。本发明提供关于移动机器人仿真测试的方法与系统，一方面可以大大节约现场测试的人力时间成本，另一方面也为智能算法的测试规范或测试标准提供一种思路。本发明可实现移动机器人的动力学仿真、传感器仿真以及场景仿真，实现移动机器人智能算法测试、传感器功能测试等，在节约人力成本的情况下，快速定制测试系统，完成测试任务。

技术领域

本发明属于移动机器人仿真技术领域，并涉及移动机器人运动控制算法领域，具体涉及一种移动机器人仿真系统及方法。

背景技术

移动机器人被赋予的功能越来越广泛，并且在功能和技术上有了极大的飞跃，可以完成很多复杂的任务。工业生产、家庭生活、社区、医院等场景中也越来越多地用到移动机器人来完成任务。那么，如何让机器人通过自研究、自学习、模仿和复制来拥有智能行为，就成为研究院、学界、企业等领域的一大难题。

目前，神经网络、遗传算法、蚁群算法等智能算法被认为可以像人一样完成很多复杂的任务，但是，完成的程度如何、质量如何、以及效率如何都值得进一步探索。

发明内容

本发明目的是：实现对机器人的仿真控制及测试，以方便对智能算法进行评价。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种基于UNITY引擎的移动机器人仿真系统，其特征在于，由数学建模工具和场景建模工具完成系统搭建，包括仿真环境及智能控制算法，其中：

仿真环境包括使用场景建模工具完成的传感器仿真、移动机器人本体仿真、移动机器人动力学仿真、移动机器人控制仿真以及环境建模，场景环境建模为传感器仿真、移动机器人本体仿真、移动机器人动力学仿真和移动机器人控制仿真提供虚拟场景和环境基础；

智能控制算法为使用数学建模工具实现的移动机器人避障、寻路以及路径规划的智能控制算法；

传感器仿真、移动机器人本体仿真、移动机器人动力学仿真以及环境建模运行于客户端，移动机器人控制仿真及智能控制算法运行于服务器端；

客户端与服务器端之间通过以太网传输数据并实时保持通讯，通过以太网把仿真环境中由传感器仿真采集的传感器数据发送给智能控制算法，由智能控制算法经过计算后，把产生的控制指令集发送给仿真环境，由移动机器人动力学仿真及移动机器人控制移动机器人本体仿真在仿真环境中的运动，运动过程中，由传感器仿真采集传感器数据反馈给智能控制算法。

优选地，所述数学建模工具采用MATLAB；所述场景建模工具采用Unity。

优选地，可定制化用于传输数据的传输数据协议，以实现所述移动机器人仿真系统的复用性和通用性。

本发明的另一个技术方案是提供了一种基于UNITY引擎的移动机器人仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：在服务器端和客户端之间建立通讯通道，服务器端保持接收状态，等待客户端的验证数据；

步骤二：服务器端接收到服务器端发送的验证数据后，验证该验证数据是否正确，若不正确，则断开与服务器端的连接，若正确，则服务器端向客户端反馈通过验证的验证消息后进入步骤三，并且进入步骤三的同时，客户端验证该验证消息是否正确，若不正确，则断开与服务器端的连接，若正确，则与服务器端继续保持连接状态，同时客户端向服务器端发送初始化消息，进入步骤四；

步骤三：服务器端初始化验证程序后进入步骤四；

步骤四：服务器端通过验证程序验证接收到的初始化消息，若初始化消息通过审核，则服务器端向客户端发送初始化消息验证通过消息，若未通过审核，则返回步骤三；