本發(fā)明涉及機(jī)器人，特別涉及一種用于智能移動機(jī)器人的循跡系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、智能移動機(jī)器人是一個基于計算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、傳感技術(shù)、信息融合技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、導(dǎo)航技術(shù)、智能控制技術(shù)及自動化控制技術(shù)等發(fā)展起來的現(xiàn)代智能系統(tǒng)，是一個集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、自主行駛與行為控制等功能于一體的高技術(shù)綜合系統(tǒng)，他可以在復(fù)雜環(huán)境下，通過計算機(jī)控制調(diào)節(jié)行駛方向、控制啟停，實(shí)現(xiàn)速度的自主控制等。在當(dāng)前應(yīng)用環(huán)境下，機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于我們生活的方方面面。

2、在智能移動機(jī)器人領(lǐng)域，循跡技術(shù)一直是研究的熱點(diǎn)之一。機(jī)器人循跡技術(shù)基于傳統(tǒng)的控制算法和傳感器技術(shù)，導(dǎo)致在復(fù)雜的行駛環(huán)境下表現(xiàn)不佳，在用途上來看，機(jī)器人大多數(shù)情況下需要使用在人跡罕至或外部環(huán)境相對復(fù)雜的地方，即使具有較高的智能，也難以在只依靠自身計算的條件下獨(dú)立完成工作，依然需要相應(yīng)檢測環(huán)節(jié)來輔助進(jìn)行控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種用于智能移動機(jī)器人的循跡系統(tǒng)及方法，用以解決背景技術(shù)中提出的問題。

2、本發(fā)明提供一種用于智能移動機(jī)器人的循跡系統(tǒng)，包括：

3、數(shù)據(jù)采集模塊，用于對智能移動機(jī)器人的行駛狀態(tài)和行駛環(huán)境進(jìn)行實(shí)時采集和反饋，得到傳感數(shù)據(jù)，并基于傳感數(shù)據(jù)建立模擬環(huán)境；

4、路線確定模塊，用于基于智能移動機(jī)器人的工作任務(wù)，結(jié)合模擬環(huán)境，確定智能移動機(jī)器人的循跡路線；

5、策略確定模塊，用于基于循跡路線和模擬環(huán)境，結(jié)合深度學(xué)習(xí)，確定對智能移動機(jī)器人的控制策略；

6、循跡監(jiān)測模塊，用于按照所述控制策略對智能移動機(jī)器人進(jìn)行循跡控制，并對循跡控制過程進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和調(diào)整。

7、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集模塊，包括：

8、采集單元，用于在所述智能移動機(jī)器人上安裝數(shù)據(jù)傳感裝置，對行駛狀態(tài)和行駛環(huán)境進(jìn)行相應(yīng)的傳感數(shù)據(jù)采集，得到傳感數(shù)據(jù)；

9、接收處理單元，用于接收傳感數(shù)據(jù)，并對傳感數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理和轉(zhuǎn)化，得到狀態(tài)數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)；

10、建立單元，用于基于狀態(tài)數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)，建立智能移動機(jī)器人的模擬環(huán)境。

11、優(yōu)選的，所述建立單元，包括：

12、狀態(tài)分析單元，用于基于所述狀態(tài)數(shù)據(jù)確定智能移動機(jī)器人的動態(tài)行駛特征；

13、環(huán)境分析單元，用于按照環(huán)境特征對所述環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行劃分，得到相關(guān)環(huán)境數(shù)據(jù)和無關(guān)環(huán)境數(shù)據(jù)，并基于所述相關(guān)環(huán)境數(shù)據(jù)確定智能移動機(jī)器人的構(gòu)建環(huán)境特征；

14、仿真單元，用于對所述動態(tài)行駛特征和構(gòu)建環(huán)境特征進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，得到標(biāo)準(zhǔn)特征，利用模擬仿真軟件對標(biāo)準(zhǔn)特征進(jìn)行環(huán)境構(gòu)建，得到智能移動機(jī)器人的模擬環(huán)境。

15、優(yōu)選的，所述路線確定模塊，包括：

16、標(biāo)記單元，用于基于智能移動機(jī)器人的工作任務(wù)，確定循跡起點(diǎn)和循跡終點(diǎn)，并獲取循跡必經(jīng)點(diǎn)，且將循跡起點(diǎn)，循跡終點(diǎn)和循跡必經(jīng)點(diǎn)在模擬環(huán)境中進(jìn)行標(biāo)記，得到標(biāo)記點(diǎn)；

17、路線確定單元，用于在模擬環(huán)境中確定可移動路徑，并在可移動路徑中標(biāo)記路況信息和障礙信息，得到目標(biāo)可移動路徑，且基于標(biāo)記點(diǎn)，結(jié)合目標(biāo)可移動路徑，確定滿足工作任務(wù)的移動路線集合；

18、行駛評價單元，用于基于工作任務(wù)，確定路線評價標(biāo)準(zhǔn)，基于移動路線集合中每條移動路線相關(guān)的路況信息和障礙信息，確定對每條移動路線的行駛評價值；

19、循跡評價單元，用于基于智能移動機(jī)器人的循跡精準(zhǔn)范圍，基于移動路線集合中每條移動路線相關(guān)的障礙信息進(jìn)行循跡難度評價，得到每條移動路線的循跡難度值；

20、路線選取單元，用于從移動路線集合選取循跡難度值大于預(yù)設(shè)難度值的移動路線子集合，并選取子移動路線子集合中行駛評價值最高的移動路線作為智能移動機(jī)器人的循跡路線。

21、優(yōu)選的，所述策略確定模塊，包括：

22、模型確定單元，用于基于智能移動機(jī)器人的歷史循跡數(shù)值數(shù)據(jù)基于深度學(xué)習(xí)進(jìn)行控制策略分析模型訓(xùn)練，得到初始控制策略，并獲取所述初始控制策略下的預(yù)測循跡路線與實(shí)際循跡路線的偏差損失，并基于預(yù)設(shè)誤差反饋結(jié)合偏差損失對控制策略分析模型進(jìn)行更新，得到目標(biāo)控制策略分析模型；

23、圖像分析單元，用于對于智能移動機(jī)器人的歷史循跡圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行歷史循跡路線提取，得到循跡路線圖像，并對所述循跡路線圖像進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理，得到路線增強(qiáng)圖像，并從所述路線增強(qiáng)圖像中進(jìn)行路線提取，得到實(shí)際路線圖；

24、擬合單元，用于將所述實(shí)際路線圖與標(biāo)準(zhǔn)路線圖進(jìn)行線性擬合，得到擬合結(jié)果，并基于所述擬合結(jié)果確定智能移動機(jī)器人的路線偏差，并基于路線偏差確定對智能移動機(jī)器人的控制調(diào)整率；

25、策略確定單元，用于將循跡路線和模擬環(huán)境輸入目標(biāo)控制策略分析模型中，得到初始控制策略，并基于所述控制調(diào)整率對初始控制策略進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，得到對智能移動機(jī)器人的控制策略。

26、優(yōu)選的，所述循跡監(jiān)測模塊，包括：

27、控制單元，用于按照所述控制策略確定對智能移動機(jī)器人的控制參數(shù)，并按照所述控制參數(shù)進(jìn)行智能移動機(jī)器人的循跡操作；

28、監(jiān)測單元，用于對智能移動機(jī)器人的循跡操作進(jìn)行監(jiān)測，得到監(jiān)測數(shù)據(jù)；

29、調(diào)整單元，用于基于預(yù)定執(zhí)行數(shù)據(jù)對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷和實(shí)時調(diào)整。

30、優(yōu)選的，所述調(diào)整單元，包括：

31、判斷單元，用于判斷監(jiān)測數(shù)據(jù)是否與預(yù)定執(zhí)行數(shù)據(jù)一致；

32、若是，確定智能移動機(jī)器人的循跡操作正常；

33、否則，確定智能移動機(jī)器人的循跡操作異常，并進(jìn)行預(yù)警提醒；

34、調(diào)整單元，用于確定智能移動機(jī)器人的循跡操作異常后，基于預(yù)定執(zhí)行數(shù)據(jù)和監(jiān)測數(shù)據(jù)之間的數(shù)據(jù)偏差對智能移動機(jī)器人的控制參數(shù)進(jìn)行實(shí)時調(diào)整。

35、一種用于智能移動機(jī)器人的循跡系統(tǒng)的循跡方法，包括：

36、s1：對智能移動機(jī)器人的行駛狀態(tài)和行駛環(huán)境進(jìn)行實(shí)時采集和反饋，得到傳感數(shù)據(jù)，并基于傳感數(shù)據(jù)建立模擬環(huán)境；

37、s2：基于智能移動機(jī)器人的工作任務(wù)，結(jié)合模擬環(huán)境，確定智能移動機(jī)器人的循跡路線；

38、s3：基于循跡路線和模擬環(huán)境，結(jié)合深度學(xué)習(xí)，確定對智能移動機(jī)器人的控制策略；

39、s4：按照所述控制策略對智能移動機(jī)器人進(jìn)行循跡控制，并對循跡控制過程進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和調(diào)整。

40、優(yōu)選的，所述s2中，基于智能移動機(jī)器人的工作任務(wù)，結(jié)合模擬環(huán)境，確定智能移動機(jī)器人的循跡路線，包括：

41、基于智能移動機(jī)器人的工作任務(wù)，確定循跡起點(diǎn)和循跡終點(diǎn)，并獲取循跡必經(jīng)點(diǎn)，且將循跡起點(diǎn)，循跡終點(diǎn)和循跡必經(jīng)點(diǎn)在模擬環(huán)境中進(jìn)行標(biāo)記，得到標(biāo)記點(diǎn)；

42、在模擬環(huán)境中確定可移動路徑，并在可移動路徑中標(biāo)記路況信息和障礙信息，得到目標(biāo)可移動路徑，且基于標(biāo)記點(diǎn)，結(jié)合目標(biāo)可移動路徑，確定滿足工作任務(wù)的移動路線集合；

43、基于工作任務(wù)，確定路線評價標(biāo)準(zhǔn)，基于移動路線集合中每條移動路線相關(guān)的路況信息和障礙信息，確定對每條移動路線的行駛評價值；

44、基于智能移動機(jī)器人的循跡精準(zhǔn)范圍，基于移動路線集合中每條移動路線相關(guān)的障礙信息進(jìn)行循跡難度評價，得到每條移動路線的循跡難度值；

45、從移動路線集合選取循跡難度值大于預(yù)設(shè)難度值的移動路線子集合，并選取子移動路線子集合中行駛評價值最高的移動路線作為智能移動機(jī)器人的循跡路線。

46、優(yōu)選的，所述s3中，基于循跡路線和模擬環(huán)境，結(jié)合深度學(xué)習(xí)，確定對智能移動機(jī)器人的控制策略，包括：

47、基于智能移動機(jī)器人的歷史循跡數(shù)值數(shù)據(jù)基于深度學(xué)習(xí)進(jìn)行控制策略分析模型訓(xùn)練，得到初始控制策略，并獲取所述初始控制策略下的預(yù)測循跡路線與實(shí)際循跡路線的偏差損失，并基于預(yù)設(shè)誤差反饋結(jié)合偏差損失對控制策略分析模型進(jìn)行更新，得到目標(biāo)控制策略分析模型；

48、對于智能移動機(jī)器人的歷史循跡圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行歷史循跡路線提取，得到循跡路線圖像，并對所述循跡路線圖像進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理，得到路線增強(qiáng)圖像，并從所述路線增強(qiáng)圖像中進(jìn)行路線提取，得到實(shí)際路線圖；

49、將所述實(shí)際路線圖與標(biāo)準(zhǔn)路線圖進(jìn)行線性擬合，得到擬合結(jié)果，并基于所述擬合結(jié)果確定智能移動機(jī)器人的路線偏差，并基于路線偏差確定對智能移動機(jī)器人的控制調(diào)整率；

50、將循跡路線和模擬環(huán)境輸入目標(biāo)控制策略分析模型中，得到初始控制策略，并基于所述控制調(diào)整率對初始控制策略進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，得到對智能移動機(jī)器人的控制策略。

51、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明取得了以下有益效果：

52、通過對智能移動機(jī)器人的行駛狀態(tài)和行駛環(huán)境進(jìn)行實(shí)時采集和反饋，得到傳感數(shù)據(jù)，并基于傳感數(shù)據(jù)建立模擬環(huán)境，實(shí)現(xiàn)對行駛環(huán)境的監(jiān)測和模擬，為智能移動機(jī)器人的循跡提供環(huán)境數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，基于智能移動機(jī)器人的工作任務(wù)，結(jié)合模擬環(huán)境，確定智能移動機(jī)器人的循跡路線，為智能移動機(jī)器人的控制策略提供基礎(chǔ)，基于循跡路線和模擬環(huán)境，結(jié)合深度學(xué)習(xí)，確定對智能移動機(jī)器人的控制策略，按照所述控制策略對智能移動機(jī)器人進(jìn)行循跡控制，并對循跡控制過程進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和調(diào)整，實(shí)現(xiàn)在復(fù)雜行駛環(huán)境下對循跡過程的控制，輔助智能移動機(jī)器人完成循跡工作，實(shí)現(xiàn)對智能移動機(jī)器人精準(zhǔn)循跡操作。

53、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在本技術(shù)文件中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。

54、下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。