本發(fā)明是一種旋翼式空地一體化兩棲主動(dòng)嗅覺機(jī)器人及其氣味探測(cè)方法，屬于智能機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)背景

目前國(guó)內(nèi)外嗅覺機(jī)器人研究多集中于地面氣味/氣體源的二維探測(cè)搜索，而對(duì)空中氣味/氣體源的探測(cè)研究甚少。為應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，利用可在三維環(huán)境下運(yùn)行的主動(dòng)嗅覺機(jī)器人對(duì)大氣污染物進(jìn)行監(jiān)測(cè)及源定位，成為亟待研究解決的問題。

僅用無人機(jī)進(jìn)行氣味/氣體源探測(cè)也有其不足之處，其續(xù)航能力較弱，不利于定點(diǎn)長(zhǎng)時(shí)監(jiān)測(cè)；同時(shí)大氣污染源會(huì)物理依附于地面某處，而在地表附近探測(cè)時(shí)，嗅覺探測(cè)易受到推進(jìn)氣流地面效應(yīng)干擾。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)單純使用地面移動(dòng)式或空中移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行氣體探測(cè)的不足，克服機(jī)槳產(chǎn)生的氣流對(duì)氣體傳感器的影響，解決無人機(jī)進(jìn)行氣味/氣源探測(cè)時(shí)續(xù)航能力較弱，不能定點(diǎn)長(zhǎng)時(shí)監(jiān)測(cè)的弊端，提供一種旋翼式空地一體化兩棲主動(dòng)嗅覺機(jī)器人及其氣味探測(cè)方法，能夠高效率完成全空域氣體、氣味源定位任務(wù)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案；

一種旋翼式空地一體化兩棲主動(dòng)嗅覺機(jī)器人，其特征在于：包括主控板、機(jī)身、旋翼，擴(kuò)展桿、氣體傳感器組、超聲波傳感器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、主動(dòng)輪，主控板安裝在機(jī)身中央，多個(gè)旋翼對(duì)稱分布在機(jī)身四周；各旋翼均包括機(jī)架、一個(gè)旋翼電機(jī)、和一對(duì)旋翼機(jī)槳，機(jī)架水平設(shè)置且機(jī)架一端與機(jī)身連接，另一端的頂端上方安裝旋翼電機(jī)，旋翼機(jī)槳安裝在旋翼電機(jī)上；其特征在于：

在每?jī)蓚€(gè)機(jī)架之間的水平空隙還設(shè)置一根擴(kuò)展桿，擴(kuò)展桿一端連接在機(jī)身上，另一端連接與擴(kuò)展桿所在平面垂直的T型多頭，該多頭的上下兩端各設(shè)置一個(gè)氣體傳感器，在該多頭的水平方向還設(shè)置一個(gè)超聲波傳感器，該超聲波傳感器與擴(kuò)展桿共軸設(shè)置；各機(jī)架的另一端的頂端下方均設(shè)置一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)上往下安裝主動(dòng)輪。

上述技術(shù)方案中，設(shè)置4-6個(gè)旋翼。

上述技術(shù)方案中，當(dāng)旋翼為四個(gè)時(shí)，每?jī)蓚€(gè)擴(kuò)展桿之間互相垂直，且擴(kuò)展桿與機(jī)架成45度；八個(gè)氣體傳感器兩個(gè)一對(duì)，每對(duì)安裝桿垂直于擴(kuò)展桿所在的平面。

上述技術(shù)方案中，所述主控板包括單片機(jī)模塊、氣體探測(cè)模塊、避障模塊，空中飛行航姿參考信息模塊，地面電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，單片機(jī)模塊分別與氣體探測(cè)模塊、避障模塊、空中飛行航姿參考信息模塊、空中飛行模塊、地面電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電連接。

上述技術(shù)方案中，單片機(jī)模塊的主芯片為STM32F103C8T6單片機(jī)；單片機(jī)芯片STM32F103C8T6的引腳1、引腳9、引腳24、引腳36、以及引腳48均與電源端VCC_3.3連接，芯片STM32F103C8T6的引腳8、引腳23、引腳35以及引腳47分別與GND連接，芯片STM32F103C8T6的引腳5和引腳6與晶振Y1的引腳1和引腳2對(duì)應(yīng)連接，芯片STM32F103C8T6的引腳7與電阻R2和電容C1的一端連接，電阻R2和電容C1的另一端與GND連接，芯片STM32F103C8T6的引腳24與電阻R1的一端連接，電阻R1的另一端與GND連接，電容C2與晶振Y1的引腳1和電阻R3的一端連接，電容C3的另一端與GND連接，電容C3與晶振Y1的引腳2和電阻R3的另一端連接，電容C3的另一端與地GND連接,芯片STM32F103C8T6的引腳14與電阻R8的一端連接，電阻R8的另一端與電阻R6及電阻R7的一端連接，電阻R7的另一端與第GND連接，芯片STM32F103C8T6的引腳21與電阻R4的一端連接，電阻R4的另一端接電源VCC,引腳22與電阻R5的一端連接，電阻R5的另一端接電源VCC，單片機(jī)輸入端TIM3_CH1、TIM3_CH2、TIM3_CH3、TIM3_CH4、分別與地面移動(dòng)模塊的輸出端PWM7、PWM8、PWM9、PWM10，單片機(jī)的雙向輸入\輸出端I2C2_SCL、I2C2_SDA、UART1_TX、UART1_RX、INT6050分別與MPU-6065、MS5611-01BA03、HMC5883L雙向輸入/輸出端I2C2_SCL、I2C2_SDA、UART1_TX、UART1_RX、INT6050對(duì)應(yīng)連接。

上述技術(shù)方案中，空中飛行航姿參考信息模塊主要包括陀螺儀、磁強(qiáng)計(jì)、氣壓計(jì)；陀螺儀MPU-6065的引腳1接地GND，引腳8、引腳9與電容C6一端連接，引腳20與電容C4的一端連接，引腳10與電容C5的一端連接，電容的C4、C5、C6、C7的另一端接地GND，陀螺儀MPU-6065的引腳3，引腳13與電容C7的一端和電源VCC_3.3連接；磁強(qiáng)計(jì)HMC5883L的引腳6、引腳2及引腳13與電源VCC_3.3連接，電容C8一端與地GND連接，另一端與陀螺儀MPU-6065的引腳6連接，陀螺儀MPU-6065的引腳8和引腳12通過電容C9連接，陀螺儀MPU-6065的引腳11和引腳9與地GND連接；氣壓計(jì)MS5611-01BA03的引腳3、引腳4和引腳5與地GND連接，引腳1和引腳2與電源VCC_3.3連接。

上述技術(shù)方案中，地面移動(dòng)模塊中主要包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298N，電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298N的引腳12、引腳8及引腳15與地GND連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298N引腳4與電源VCC連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298N引腳9接12V，電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298N引腳5引腳7、引腳10、引腳12接STM32F103C8T6單片機(jī)的控制信號(hào)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298N引腳6和引腳11分別與單片機(jī)芯片STM32F103C8T6的引腳PWM8、PWM9、PWM10、PWM11連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298N引腳2和引腳3通過電機(jī)連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298N引腳13和引腳14通過電機(jī)連接。

上述技術(shù)方案中，氣體探測(cè)模塊中，8個(gè)氣體傳感器的輸出引腳3分別與單片機(jī)芯片STM32F103C8T6的引腳PA0、PA1、PA2、PA3、PA4、PA5、PA6及PA7引腳連接，各氣體傳感器引腳1接5V，各氣體傳感器引腳2接地；避障模塊各超聲波傳感器的引腳3和4分別與芯片STM32F103C8T6的引腳PA8、PA9、PA10、PA11、PA12、PA13、PA14、PA15、PB0、PB1、PB2、PB3、PB4及PB5引腳連接，各超聲波傳感器的引腳1接5V，各超聲波傳感器的引腳2接地。

采用上述旋翼式空地一體化兩棲主動(dòng)嗅覺機(jī)器人的氣味探測(cè)方法，其特征在于：利用空間趨激性氣體跟蹤算法和面向空地轉(zhuǎn)換的嗅覺記憶方法進(jìn)行尋源任務(wù)；在空地轉(zhuǎn)換階段應(yīng)用面向空地轉(zhuǎn)換的嗅覺記憶方法進(jìn)行任務(wù)搜索；嗅覺記憶方法過程如下：機(jī)器人在空地轉(zhuǎn)換引起紊流期間，依據(jù)空地轉(zhuǎn)換過程臨界開始之前的嗅覺記憶信息，結(jié)合三維空間煙羽擴(kuò)散模型，對(duì)氣源位置進(jìn)行判定，并根據(jù)判定結(jié)果引導(dǎo)機(jī)器人盲尋一段行程，以記憶性預(yù)測(cè)路徑脫離紊流流場(chǎng)，隨之啟動(dòng)地面尋源模式。

上述技術(shù)方案中，嗅覺記憶信息包括氣體濃度及濃度梯度；路徑脫離紊流流場(chǎng)也即流場(chǎng)濃度分布恢復(fù)有序及風(fēng)速感知平穩(wěn)。

在自適應(yīng)空地轉(zhuǎn)換過程中，由于機(jī)器人在靠近地面時(shí)，其旋翼氣流的地面效應(yīng)會(huì)對(duì)氣體流場(chǎng)產(chǎn)生強(qiáng)干擾，導(dǎo)致機(jī)器人嗅覺“失靈”現(xiàn)象，無法繼續(xù)尋源。針對(duì)這一空地兩棲機(jī)器人運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的特有問題，本發(fā)明提出了嗅覺記憶算法：機(jī)器人在空地轉(zhuǎn)換引起紊流期間，依據(jù)空地轉(zhuǎn)換過程臨界開始之前的氣體濃度及濃度梯度等嗅覺記憶信息，結(jié)合三維空間煙羽擴(kuò)散模型，對(duì)氣源位置進(jìn)行判定，并根據(jù)判定結(jié)果引導(dǎo)機(jī)器人盲尋一段行程，以記憶性預(yù)測(cè)路徑脫離紊流流場(chǎng)(流場(chǎng)濃度分布恢復(fù)有序及風(fēng)速感知平穩(wěn))，隨之啟動(dòng)地面尋源模式。該算法其優(yōu)勢(shì)在于：可快速脫離干擾區(qū)域，并能繼續(xù)保持在原有氣源流場(chǎng)中而不致重復(fù)搜索。這一特殊的嗅覺控制算法，與空地轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)控制一道，成為全空域機(jī)器人實(shí)施中的獨(dú)有及核心問題。

由此，針對(duì)單純使用地面移動(dòng)式或空中移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行氣體探測(cè)的不足，本發(fā)明通過新穎的機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)氣體傳感器探桿進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)兩棲機(jī)器人架構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新構(gòu)想，構(gòu)建了旋翼式空地一體化兩棲主動(dòng)嗅覺機(jī)器人，機(jī)身由四個(gè)機(jī)架組成，主控板安裝在飛機(jī)的中心，放在垂直機(jī)架正中央防止碰撞震動(dòng)和干擾，控制機(jī)器人的全部行為；旋翼電機(jī)和機(jī)槳安裝在機(jī)器人機(jī)架的端頭，為機(jī)器人空中飛行提供動(dòng)力，八個(gè)氣體傳感器組分別安裝在擴(kuò)展桿的端頭，兩個(gè)一對(duì)垂直擴(kuò)展桿所在的水平面，使得機(jī)器人全方位感知三維空間的氣體濃度；四個(gè)超聲波傳感器安裝在擴(kuò)展桿端頭，輔助機(jī)器人避開障礙物，三個(gè)超聲波傳感器安裝在機(jī)身下部，輔助機(jī)器人高度測(cè)量，輔助機(jī)器人近地面的高度控制。四個(gè)主動(dòng)輪安裝在機(jī)架端頭正下方，控制機(jī)器人地面運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，為高效率完成全空域氣體、氣味源定位任務(wù)，提出了空間趨激性氣體跟蹤算法和面向空地轉(zhuǎn)換的嗅覺記憶算法。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明使移動(dòng)機(jī)器人具有空中和地面兩棲嗅探功能，既能實(shí)現(xiàn)空中氣味/氣體源探測(cè)，又具有地面氣味/氣體源搜索能力，以更加有效實(shí)現(xiàn)三維環(huán)境下的氣味/氣體源探測(cè)。并能在主控板和傳感器的作用下進(jìn)行全空域氣體跟蹤，并確認(rèn)泄漏源的能力，可對(duì)大氣環(huán)境進(jìn)行定點(diǎn)長(zhǎng)時(shí)監(jiān)測(cè)，因此嗅探技術(shù)的前景是非常廣闊的。此外，本發(fā)明利用空間趨激性氣體跟蹤算法和面向空地轉(zhuǎn)換的嗅覺記憶算法進(jìn)行尋源任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了三維空間全空域空地一體化的氣味源搜索，提高了機(jī)器人的搜索效率，增強(qiáng)了機(jī)器人運(yùn)行的機(jī)器人安全性能。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施的旋翼式空地一體化兩棲主動(dòng)嗅覺機(jī)器人的立體結(jié)構(gòu)圖；

圖2是圖1的俯視圖；

圖3是圖1的主視圖；

圖4是本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)原理框圖；

圖5是本發(fā)明的主芯片最小系統(tǒng)圖；

圖6是本發(fā)明的空中飛行航姿參考信息模塊；

圖7是本發(fā)明的地面移動(dòng)模塊圖；

圖8是本發(fā)明的氣體探測(cè)模塊圖；

圖9是本發(fā)明的避障模塊圖。

圖10是本發(fā)明氣味探測(cè)方法的空間趨激性氣味跟蹤原理圖。

圖1-3、8、9中附圖標(biāo)記如下：1、主控板；2、旋翼機(jī)槳；3、旋翼電機(jī)；4、機(jī)架；5、氣體傳感器；6、超聲波傳感器；7、主動(dòng)輪；8擴(kuò)展桿；9、驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。

如圖1-3所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施的旋翼式空地一體化兩棲主動(dòng)嗅覺機(jī)器人，包括主控板1、旋翼機(jī)槳2、旋翼電機(jī)3、機(jī)架4、氣體傳感器5、超聲波傳感器6、主動(dòng)輪7、擴(kuò)展桿8、驅(qū)動(dòng)電機(jī)9。主控板1安裝在機(jī)身中央，四個(gè)旋翼對(duì)稱分布在機(jī)身四周；各旋翼均包括機(jī)架4、一個(gè)旋翼電機(jī)3、和一對(duì)旋翼機(jī)槳2，機(jī)架4水平設(shè)置且機(jī)架4一端與機(jī)身連接，另一端的頂端上方安裝旋翼電機(jī)3，旋翼機(jī)槳2安裝在旋翼電機(jī)3上；

在每?jī)蓚€(gè)機(jī)架4之間的空隙還沿水平方向設(shè)置一根擴(kuò)展桿8，每?jī)蓚€(gè)擴(kuò)展桿8之間互相垂直；擴(kuò)展桿8一端連接在機(jī)身上，另一端連接與擴(kuò)展桿8所在平面垂直的T型多頭(如圖1所示)，該多頭的上下兩端各設(shè)置一個(gè)氣體傳感器5，在該多頭的水平方向還設(shè)置一個(gè)超聲波傳感器6，該超聲波傳感器6與擴(kuò)展桿8共軸設(shè)置；

各機(jī)架4的另一端的頂端下方均設(shè)置一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)9，驅(qū)動(dòng)電機(jī)9上往下安裝主動(dòng)輪7。如圖3，三個(gè)超聲波傳感器6安裝在機(jī)身下部，輔助機(jī)器人高度測(cè)量，輔助機(jī)器人近地面的高度控制。

圖4所示是本發(fā)明的主控板1的電路結(jié)構(gòu)原理圖，主控板1包括單片機(jī)模塊、空中飛行航姿參考信息模塊、地面移動(dòng)模塊、氣體探測(cè)模塊、避障模塊，單片機(jī)模塊分別與空中飛行航姿參考信息模塊、地面移動(dòng)模塊、氣體探測(cè)模塊、避障模塊電連接。單片機(jī)模塊的主芯片優(yōu)選為STM32F103C8T6單片機(jī)。

如圖5所示，單片機(jī)芯片STM32F103C8T6的引腳1、引腳9、引腳24、引腳36、以及引腳48均與電源端VCC_3.3連接，芯片STM32F103C8T6的引腳8、引腳23、引腳35以及引腳47分別與GND連接，芯片STM32F103C8T6的引腳5和引腳6與晶振Y1的引腳1和引腳2對(duì)應(yīng)連接，芯片STM32F103C8T6的引腳7與電阻R2和電容C1的一端連接，電阻R2和電容C1的另一端與GND連接，芯片STM32F103C8T6的引腳24與電阻R1的一端連接，電阻R1的另一端與GND連接，電容C2與晶振Y1的引腳1和電阻R3的一端連接，電容C3的另一端與GND連接，電容C3與晶振Y1的引腳2和電阻R3的另一端連接，電容C3的另一端與地GND連接,芯片STM32F103C8T6的引腳14與電阻R8的一端連接，電阻R8的另一端與電阻R6及電阻R7的一端連接，電阻R7的另一端與第GND連接，芯片STM32F103C8T6的引腳21與電阻R4的一端連接，電阻R4的另一端接電源VCC,引腳22與電阻R5的一端連接，電阻R5的另一端接電源VCC，單片機(jī)輸入端TIM3_CH1、TIM3_CH2、TIM3_CH3、TIM3_CH4、分別與地面移動(dòng)模塊的輸出端PWM7、PWM8、PWM9、PWM10，單片機(jī)的雙向輸入\輸出端I2C2_SCL、I2C2_SDA、UART1_TX、UART1_RX、INT6050分別與MPU-6065、MS5611-01BA03、HMC5883L雙向輸入/輸出端I2C2_SCL、I2C2_SDA、UART1_TX、UART1_RX、INT6050對(duì)應(yīng)連接。

圖6所示是本發(fā)明所涉及的空中飛行航姿參考信息模塊的硬件電路圖，空中飛行航姿參考信息模塊主要通過陀螺儀、磁強(qiáng)計(jì)、氣壓計(jì)來獲取航姿信息。陀螺儀MPU-6065的引腳1接地GND，引腳8、引腳9、與電容C6一端連接，引腳20與電容C4的一端連接，引腳10與電容C5的一端連接，電容的C4、C5、C6、C7的另一端接地GND，陀螺儀MPU-6065的引腳3，引腳13與電容C7的一端和電源VCC_3.3連接；磁強(qiáng)計(jì)HMC5883L的引腳6、引腳2及引腳13與電源VCC_3.3連接，電容C8一端與地GND連接，另一端與陀螺儀MPU-6065的引腳6連接，陀螺儀MPU-6065的引腳8和引腳12通過電容C9連接，陀螺儀MPU-6065的引腳11和引腳9與地GND連接；氣壓計(jì)MS5611-01BA03的引腳3、引腳4和引腳5與地GND連接，引腳1和引腳2與電源VCC_3.3連接。

圖7所示是本發(fā)明涉及的地面移動(dòng)模塊的硬件電路圖，電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298N的引腳12、引腳8及引腳15與地GND連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298N引腳4與電源VCC連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298N引腳9接12V，電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298N引腳5引腳7、引腳10、引腳12接STM32F103C8T6單片機(jī)的控制信號(hào)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298N引腳6和引腳11分別與單片機(jī)芯片STM32F103C8T6的引腳PWM8、PWM9、PWM10、PWM11連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298N引腳2和引腳3通過電機(jī)連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298N引腳13和引腳14通過電機(jī)連接。

圖8所示是本涉及的氣體探測(cè)模塊結(jié)構(gòu)圖，同一個(gè)多頭上下的兩個(gè)氣體傳感器一對(duì)，8個(gè)氣體傳感器5的輸出引腳3分別與單片機(jī)芯片STM32F103C8T6的引腳PA0、PA1、PA2、PA3、PA4、PA5、PA6及PA7引腳連接，各氣體傳感器5引腳1(VCC)接5V，各氣體傳感器5引腳2(GND)接地。

圖9所示是本發(fā)明涉及的避障模塊硬件電路圖，各超聲波傳感器6的引腳3(Tring)和4(Echo)分別與芯片STM32F103C8T6的引腳PA8、PA9、PA10、PA11、PA12、PA13、PA14、PA15、PB0、PB1、PB2、PB3、PB4及PB5引腳連接，各超聲波傳感器6的引腳1(VCC)接5V，各超聲波傳感器6的引腳2(GND)接地。

本發(fā)明通過單片機(jī)與各傳感器構(gòu)成控制回路，主控板1負(fù)責(zé)機(jī)器人在尋找氣味源時(shí)的全部數(shù)據(jù)處理和命令安排。在旋翼式空地一體化兩棲主動(dòng)嗅覺機(jī)器人四個(gè)機(jī)架4頂端，安裝旋翼電機(jī)3和旋翼機(jī)槳2，為機(jī)器人提供空中飛行動(dòng)力。四個(gè)機(jī)架4端頭的底部安裝四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)9和主動(dòng)輪7,為機(jī)器人地面運(yùn)行提供動(dòng)力。在擴(kuò)展桿8的端頭安裝超聲波傳感器6，輔助嗅覺機(jī)器人在自主尋找氣味源時(shí)避開障礙物。在機(jī)身底部安裝超聲波傳感器6，輔助機(jī)器人在近地面空地模式切換時(shí)的高度測(cè)量。機(jī)器人在自主尋找氣味/氣體源時(shí)，八個(gè)氣體傳感器5，分別把檢測(cè)到的氣體濃度反饋給主控板1，經(jīng)主控板分析，形成嗅覺引導(dǎo)信息，控制機(jī)器人向靠近氣味源的方向運(yùn)動(dòng)。

此外，本發(fā)明利用空間趨激性氣體跟蹤算法進(jìn)行氣體、氣味源定位?！摆吋ば浴笔堑偷壬?如昆蟲)通過同時(shí)比較若干自身感知器，產(chǎn)生一個(gè)與濃度梯度相同或相反的方向瞬時(shí)估計(jì)，該機(jī)制對(duì)氣體流場(chǎng)的分布連續(xù)性無特定要求；通過模擬該機(jī)制，機(jī)器人可利用有限濃度信息產(chǎn)生氣味跟蹤的控制矢量勢(shì)場(chǎng)，以離散濃度梯度的反方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，引導(dǎo)機(jī)器人進(jìn)行尋源運(yùn)動(dòng)；若判定進(jìn)入偽氣源流場(chǎng)，則以逆趨激行為為基礎(chǔ)擺脫勢(shì)阱影響，正逆趨激行為結(jié)合形成雙重趨激性氣源跟蹤行為算法。在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上，為模擬昆蟲通過瞬態(tài)獲取煙羽濃度變化率來尋找味源的機(jī)制，將電化學(xué)傳感器安裝在機(jī)器人水平縱向、水平橫向、垂直向兩端(如前述圖8所示)，傳感器感應(yīng)電壓差值即反映機(jī)器人在空間三軸向上的濃度差值，三軸梯度矢量合成引導(dǎo)機(jī)器人空間趨激性跟蹤行為。以氣源在機(jī)器人G1所對(duì)方向(此時(shí)G1方向?yàn)闄C(jī)器人的機(jī)頭)為例，圖10為機(jī)器人利用空間趨激性算法進(jìn)行氣味跟蹤流程圖。該算法其優(yōu)勢(shì)在于：可快速脫離干擾區(qū)域，并能繼續(xù)保持在原有氣源流場(chǎng)中而不致重復(fù)搜索。這一特殊的嗅覺控制算法，與空地轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)控制一道，成為全空域機(jī)器人實(shí)施中的獨(dú)有及核心問題。