[发明专利]面向自主寻源机器人的放射源场景模拟方法

权利要求书

1.一种面向自主寻源机器人的放射源场景模拟方法，其特征在于，包括：

步骤一，在实验区内设置用于模拟放射源的标识体，且在实验区建立以左上角为原点的平面坐标系XOY；

步骤二，通过模拟工作站上的放射源场景模拟系统接收用户输入的标识体坐标（x_s,y_s）和计数率值I_s；

步骤三，放射源场景模拟系统基于与其通信连接的激光雷达序列，获取实验区中移动机器人的实时坐标（x_t, y_t）；

步骤四，放射源场景模拟系统的计数率发生器基于标识体坐标（x_s, y_s）和实时坐标（x_t, y_t），计算实时坐标（x_t, y_t）处的辐射计数率数值c_t，并通过放射源场景模拟系统的服务器程序进程发布出来；

步骤五，移动机器人通过相配合的无线通信模块访问放射源场景模拟系统，以获取辐射计数率数值c_t ；

在步骤一中，所述实验区被配置为采用宽度为a米，长度为b 米的矩形平面区域；

所述激光雷达序列是基于实验区长度配置的多台同型号的激光雷达，并沿X轴均匀间隔进行固定，并通过交换机与模拟工作站进行数据通信；

所述标识体放置在实验区后，所述标识体坐标（x_s, y_s）是标识体中心在在XOY中的二维坐标；

在步骤三中，所述实时坐标（x_t, y_t）是基于激光雷达序列采集的点云信息进行计算以得到，其计算方式被配置为包括：

S30、从激光雷达序列中采集点云集P={S₁, S₂…S_n}，其中，S_i是来自于激光雷达i的点云，且1≤i≤n，n是激光雷达的数目；

S31，采用聚类方法从点云S_i中提取表示移动机器人的点云R_i ,计算R_i中心到激光雷达i的距离d_i；

S32，选出d_i最小值对应的R_i，根据激光雷达i与移动机器人的距离和角度关系计算出移动机器人在XOY中的坐标值（x_t, y_t）；

在步骤四中，所述计数率发生器计算辐射计数率数值c_t的处理流程被配置为包括：

S40，基于标识体坐标（x_s, y_s）和计数率值I_s设置模拟放射源的参数；

S41，计算标识体坐标（x_s, y_s）和实时坐标（x_t, y_t）之间的距离h_t，并设置环境背景计数率λ_b；

S42，基于公式一计算移动机器人位置处的理论计数率数值λ_t:

(1)；

S43，模拟辐射探测的随机性，将公式一中的理论计数率数值λ_t设置为泊松分布的均值，采用公式二的泊松分布函数作为随机数生成器，生成对应的泊松分布随机数c_t，将c_t设置为移动机器人位置处的计数率数值；

(2)；

S44，运行模拟工作站上的服务器程序，通过相应端口K发布上述计数率数值c_t；

在步骤五中，所述移动机器人通过客户端方式连入服务器程序，以从所述端口K获取当前位置的计数率数值c_t；

所述移动机器人的客户端与服务器程序采用报文进行数据交互；

其中，所述服务器程序的工作流程被配置为包括：

S10，打开K端口启动计数率服务；

S11，如果需要结束计数率发布服务，则直接退出流程，否则，继续下一步骤；S12，获取计数率数值c_t；

S13，等待客户端接入端口K，当有客户端接入，验证移动机器人身份信息；

S14，如果移动机器人身份信息不合法，生成拒绝报文，并发送给客户端；否则，继续下一步骤；

S15，生成计数率响应报文，并发送给客户端；

S16，结束当前客户端连接，返回S11；

所述移动机器人的客户端工作流程被配置为包括：

S20，根据移动机器人身份信息生成计数率请求报文；

S21，连接到工作站服务器端口K；

S22，收到服务器返回报文后，判断是否是拒绝报文，若是则退出流程；否则，继续下一步骤；

S23，接收计数率报文；

S24，读取计数率数值，并退出流程；

其中，服务器端与客户端的报文分类包括：

计数率请求报文格式：00XX；

计数率响应报文格式：10BBBBBBBB；

拒绝报文格式：11 。