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一种基于蚁群算法的机器人路径规划系统

阅读：461发布：2021-03-02

IPRDB可以提供一种基于蚁群算法的机器人路径规划系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种基于蚁群算法的机器人路径规划系统，包括电源模块、存储器、FPGA处理器、环境探测模块以及图像处理器，所述环境探测模块包括声纳环、摄像头以及红外传感器，所述FPGA处理器与图像处理器连接，所述FPGA处理器与存储器双向通信连接，所述摄像头输出端与图像处理器输入端相连，所述声纳环以及红外传感器输出端分别与FPGA处理器输入端相连，所述电源模块与各个电路模块电性连接。本实用新型通过环境探测模块感知机器人附近的实体环境，利用声纳环、摄像头以及红外传感器实现具体的环境感知功能，通过FPGA处理器中所配置的蚁群算法对所采集的数据进行处理，做出机器人的行进路劲规划，规划效果较佳。本实用新型用于规划机器人的行进路径。，下面是一种基于蚁群算法的机器人路径规划系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于蚁群算法的机器人路径规划系统，其特征在于：包括电源模块、用于存储历史数据的存储器、用于实现蚁群算法的FPGA处理器、用于对当前环境进行感知的环境探测模块以及用于进行图像处理的图像处理器，所述环境探测模块包括声纳环、摄像头以及红外传感器，所述FPGA处理器与图像处理器双向通信连接，所述FPGA处理器与存储器双向通信连接，所述摄像头输出端与图像处理器输入端相连，所述声纳环以及红外传感器输出端分别与FPGA处理器输入端相连，所述电源模块与各个电路模块电性连接；所述电源模块包括供电电池、充电电路、供电电路、型号为DS2762的电池监视芯片、第一开关管以及第二开关管，所述电池监视芯片配置有数据传输端、充电保护端、放电保护端以及电池输入端，所述供电电池与电池监视芯片的电池输入端相连，所电池监视芯片的充电保护端以及放电保护端分别与第一开关管控制端以及第二开关管控制端相连，所述第一开关管输出端接在充电电路与供电电池之间，所述第二开关管输出端接在供电电池与供电电路之间，所述供电电路输出端作为供电端，所述电池监视芯片的数据传输端与FPGA处理器相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于蚁群算法的机器人路径规划系统，其特征在于：所述声纳环包括多个设置在机器人外周面上的超声波发射器以及超声波接收器，所述超声波接收器输出端与FPGA处理器输入端相连。

3.根据权利要求2所述的一种基于蚁群算法的机器人路径规划系统，其特征在于：所述超声波发射器包括振荡器以及输出换能器，所述振荡器由555定时器及其外围电路组成，所述振荡器输出端与输出换能器相连；所述超声波接收器包括接收换能器以及型号为CX20106A的信号处理芯片，所述接收换能器与信号处理芯片输入端相连，所述信号处理芯片输出端与FPGA处理器输入端相连。

说明书全文

一种基于蚁群算法的机器人路径规划系统

技术领域

[0001] 本实用新型涉及机器人系统技术领域，更具体地说涉及一种机器人路径规划系统。

背景技术

[0002] 当前国家正大力促进机器人产业高速发展，现有的机器人产品主要应用工业制造领域以及服务领域，其中应用到服务领域的机器人产品，由于其本身需要配置有移动功能，因此路径规划系统成了机器人内部不可或缺的一部分。现有技术中，机器人的路径规划系统仍不完善，改进空间较大，路径规划效果欠佳。实用新型内容

[0003] 本实用新型要解决的技术问题是：提供一种基于蚁群算法的机器人路径规划系统。

[0004] 本实用新型解决其技术问题的解决方案是：

[0005] 一种基于蚁群算法的机器人路径规划系统，包括电源模块、用于存储历史数据的存储器、用于实现蚁群算法的FPGA处理器、用于对当前环境进行感知的环境探测模块以及用于进行图像处理的图像处理器，所述环境探测模块包括声纳环、摄像头以及红外传感器，所述FPGA处理器与图像处理器双向通信连接，所述FPGA处理器与存储器双向通信连接，所述摄像头输出端与图像处理器输入端相连，所述声纳环以及红外传感器输出端分别与FPGA处理器输入端相连，所述电源模块与各个电路模块电性连接。

[0006] 作为上述技术方案的进一步改进，所述电源模块包括供电电池、充电电路、供电电路、型号为DS2762的电池监视芯片、第一开关管以及第二开关管，所述电池监视芯片配置有数据传输端、充电保护端、放电保护端以及电池输入端，所述供电电池与电池监视芯片的电池输入端相连，所电池监视芯片的充电保护端以及放电保护端分别与第一开关管控制端以及第二开关管控制端相连，所述第一开关管输出端接在充电电路与供电电池之间，所述第二开关管输出端接在供电电池与供电电路之间，所述供电电路输出端作为供电端，所述电池监视芯片的数据传输端与FPGA处理器相连。

[0007] 作为上述技术方案的进一步改进，所述声纳环包括多个设置在机器人外周面上的超声波发射器以及超声波接收器，所述超声波接收器输出端与FPGA处理器输入端相连。

[0008] 作为上述技术方案的进一步改进，所述超声波发射器包括振荡器以及输出换能器，所述振荡器由555定时器及其外围电路组成，所述振荡器输出端与输出换能器相连；所述超声波接收器包括接收换能器以及型号为CX20106A的信号处理芯片，所述接收换能器与信号处理芯片输入端相连，所述信号处理芯片输出端与FPGA处理器输入端相连。

[0009] 本实用新型的有益效果是：本实用新型通过环境探测模块感知机器人附近的实体环境，利用声纳环、摄像头以及红外传感器实现具体的环境感知功能，最后通过FPGA处理器中所配置的蚁群算法对所采集的数据进行处理，做出机器人的行进路劲规划，规划效果较佳。本实用新型用于规划机器人的行进路径。

附图说明

[0010] 为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

[0011] 图1是本实用新型的电路模块框架图；

[0012] 图2是本实用新型的电源模块实施例原理图；

[0013] 图3是本实用新型的超声波接收器实施例原理图。

具体实施方式

[0014] 以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。另外，文中所提到的所有连接关系，并非单指元件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少连接元件，来组成更优的电路结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

[0015] 参照图1～图3，本实用新型公开了一种基于蚁群算法的机器人路径规划系统，包括电源模块、用于存储历史数据的存储器、用于实现蚁群算法的FPGA处理器、用于对当前环境进行感知的环境探测模块以及用于进行图像处理的图像处理器，所述环境探测模块包括声纳环、摄像头以及红外传感器，所述FPGA处理器与图像处理器双向通信连接，所述FPGA处理器与存储器双向通信连接，所述摄像头输出端与图像处理器输入端相连，所述声纳环以及红外传感器输出端分别与FPGA处理器输入端相连，所述电源模块与各个电路模块电性连接。具体地，本实用新型通过环境探测模块感知机器人附近的实体环境，利用声纳环、摄像头以及红外传感器实现具体的环境感知功能，最后通过FPGA处理器中所配置的蚁群算法对所采集的数据进行处理，做出机器人的行进路劲规划，规划效果较佳。

[0016] 需要说明的是，本实用新型虽然需要利用蚁群算法对所采集的数据进行处理，但是该技术手段属于现有技术，本实用新型主要保护的是系统的硬件电路结构。

[0017] 进一步作为优选的实施方式，本实用新型具体实施方式中，所述电源模块包括供电电池、充电电路、供电电路、型号为DS2762的电池监视芯片、第一开关管以及第二开关管，所述电池监视芯片配置有数据传输端、充电保护端、放电保护端以及电池输入端，所述供电电池与电池监视芯片的电池输入端相连，所电池监视芯片的充电保护端以及放电保护端分别与第一开关管控制端以及第二开关管控制端相连，所述第一开关管输出端接在充电电路与供电电池之间，所述第二开关管输出端接在供电电池与供电电路之间，所述供电电路输出端作为供电端，所述电池监视芯片的数据传输端与FPGA处理器相连。

[0018] 进一步作为优选的实施方式，本实用新型具体实施方式中，所述声纳环包括多个设置在机器人外周面上的超声波发射器以及超声波接收器，所述超声波接收器输出端与FPGA处理器输入端相连。

[0019] 更具体地，所述超声波发射器包括振荡器以及输出换能器，所述振荡器由555定时器及其外围电路组成，所述振荡器输出端与输出换能器相连；所述超声波接收器包括接收换能器以及型号为CX20106A的信号处理芯片，所述接收换能器与信号处理芯片输入端相连，所述信号处理芯片输出端与FPGA处理器输入端相连。具体地，所述型号的信号处理芯片集成有信号放大、滤波以及比较功能，有效降低外围电路的复杂程度。

[0020] 以上对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

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