多移动机器人的冲突管理方法及系统技术方案

本发明专利技术实施例提供一种多移动机器人的冲突管理方法及系统，属于机器人技术领域。所述多移动机器人的冲突管理方法包括：获取多个移动机器人各自的当前位置和规划路径；将规划路径划分为对应于机器人移动状态的路径分段，其中机器人移动状态包括加速状态、减速状态和/或匀速状态；确定移动机器人以机器人移动状态通过一个节点区域所需要消耗的状态通行时间；根据多个移动机器人的当前位置、状态通行时间和路径分段建立节点资源表；控制多个移动机器人分别按照节点资源表中各自的移动机器人ID所对应的占用时间，占用相应的节点区域ID的节点区域。由此，保障了所建立的节点资源表的高精确度，并解决了多移动机器人在执行路径时的冲突问题。

Conflict management method and system for multi mobile robot

The embodiment of the invention provides a conflict management method and system for a plurality of mobile robots, belonging to the field of robot technology. The conflict management method of the multi mobile robot includes: obtaining the current position and the planning path of the multiple mobile robots, dividing the planning path into a path segment corresponding to the mobile state of the robot, in which the moving state of the robot includes the acceleration state, the deceleration state and / or the uniform state; and the mobile robot is determined by the mobile robot. The state passage time required by a robot to move through a node area; the node resource table is set up according to the current position, the state passage time and the path section of multiple mobile robots, and the occupying time is controlled according to the occupying time corresponding to the ID of the respective mobile robot in the node resource table. The node area of the corresponding node area ID. Thus, the high accuracy of the node resource table is guaranteed, and the conflict problem of multiple mobile robots in execution path is solved.

【技术实现步骤摘要】
多移动机器人的冲突管理方法及系统
本专利技术涉及机器人领域，具体地涉及一种多移动机器人的冲突管理方法及系统。
技术介绍
在密集区域(例如物流仓库区域)内布设多个移动机器人，并由这些移动机器人来完成诸如搬运货物的任务，以替代人工劳动，是目前物联网领域的研究重点。为了避免密集区域中的多个移动机器人之间在作业时候的碰撞，目前一般采用了如下两种不同的处理方案：其一，是通过机器人当前的局部环境信息，让机器人具有良好的冲突消解能力；其二，是集中管理式冲突消解，其主要是通过将机器人的运动路径分段来消除冲突。但是，本申请的专利技术人在实践本申请的过程中发现上述现有技术中至少存在如下缺陷：其一，分布式方法虽然运算简单、实时性和灵活性强，但由于会出现局部极点，往往无法完整地完成任务；其二，集中管理式方法能够较精确地执行任务，但极容易导致机器人运行路径冲突，通常要寻找最优解，但计算量很大、实时性差，对此目前业界仍然无法提出较佳的解决方案。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种多移动机器人的冲突管理方法及系统，用以至少解决多移动机器人在密集区域内集中调度所导致的路径冲突问题。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供一种多移动机器人的冲突管理方法，包括：获取多个移动机器人各自的当前位置和规划路径，其中所述规划路径能够绕开预定区域内的障碍物，以及所述预定区域包括多个节点区域；将所述规划路径划分为对应于机器人移动状态的路径分段，其中所述机器人移动状态包括加速状态、减速状态和/或匀速状态；确定所述移动机器人以所述机器人移动状态通过一个所述节点区域所需要消耗的状态通行时间；根据所述多个移动机器人的当前位置、所述状态通行时间和所述路径分段建立节点资源表，其中所述节点资源表中记录有移动机器人ID、所述路径分段所经过的节点区域的节点区域ID和占用时间三者之间的对应关系，以及多个所述移动机器人ID中的任意两者在所述节点资源表中不共同对应同一节点区域ID下的同一占用时间；以及控制所述多个移动机器人分别按照所述节点资源表中各自的移动机器人ID所对应的占用时间，占用相应的节点区域ID的节点区域。可选的，所述将所述规划路径划分为对应于机器人移动状态的路径分段包括：根据所述移动机器人的规划路径的起始位置、目标位置和/或转弯位置，将所述规划路径划分为对应于机器人移动状态的路径分段，其中靠近所述起始位置的分段为加速状态的路径分段，以及靠近所述目标位置和/或所述转弯位置的分段为减速状态的路径分段，所述规划路径中除去所述加速状态的路径分段和所述减速状态的路径分段后的剩余分段为匀速状态的路径分段。可选的，所述根据所述多个移动机器人的当前位置、所述状态通行时间和所述路径分段建立节点资源表包括：确定移动机器人通过其所对应的所述规划路径时所需要的窗口时间数量，包括：根据所述规划路径所对应的所划分的路径分段，确定各路径分段所通过的节点区域的数量，根据所述各路径分段所通过的节点区域的数量和相应的所述状态通行时间，确定所述移动机器人完成所述规划路径所需要的计算时长，根据所述计算时长和预定长度的窗口时间，确定所述窗口时间数量；基于对应所述窗口时间数量的时间间隔，根据所述多个移动机器人的实时位置、所述状态通行时间和所述路径分段更新节点资源表。可选的，所述根据所述多个移动机器人的当前位置、所述状态通行时间和所述路径分段建立节点资源表包括：根据第一移动机器人和第二机器人各自的当前位置、所述状态通行时间、所述规划路径，为所述第一移动机器人分配多个第一节点区域及相应的第一占用时间，以及为所述第二移动机器人分配多个第二节点区域及相应的第二占用时间；以及当存在其中一个所述第一节点区域与其中一个所述第二节点区域相同时，判断所述其中一个第一节点区域所对应的第一占用时间与所述其中一个第二节点区域所对应的第二占用时间是否存在重合；若是，则标记所述存在重合的所述其中一个第二节点区域为冲突节点区域，并在所述节点资源表中重新为所述第二移动机器人分配节点区域ID及相应的占用时间。可选的，所述获取多个移动机器人各自的当前位置和规划路径包括：向各个所述移动机器人发送调度命令，其中所述调度命令包含各个移动机器人的目标节点区域信息；响应于所述调度命令，从所述多个移动机器人接收规划路径，其中所述规划路径为各个所述移动机器人根据各自的目标节点区域信息并通过A*算法计算所确定的。本专利技术实施例另一方面提供一种多移动机器人的冲突管理系统，包括：初始信息获取单元，用于获取多个移动机器人各自的当前位置和规划路径，其中所述规划路径能够绕开预定区域内的障碍物，以及所述预定区域包括多个节点区域；路径分段划分单元，用于将所述规划路径划分为对应于机器人移动状态的路径分段，其中所述机器人移动状态包括加速状态、减速状态和/或匀速状态；状态通行时间确定单元，用于确定所述移动机器人以所述机器人移动状态通过一个所述节点区域所需要消耗的状态通行时间；节点资源表建立单元，用于根据所述多个移动机器人的当前位置、所述状态通行时间和所述路径分段建立节点资源表，其中所述节点资源表中记录有移动机器人ID、所述路径分段所经过的节点区域的节点区域ID和占用时间三者之间的对应关系，以及多个所述移动机器人ID中的任意两者在所述节点资源表中不共同对应同一节点区域ID下的同一占用时间；控制占用单元，用于控制所述多个移动机器人分别按照所述节点资源表中各自的移动机器人ID所对应的占用时间，占用相应的节点区域ID的节点区域。可选的，所述路径分段划分单元用于根据所述移动机器人的规划路径的起始位置、目标位置和/或转弯位置，将所述规划路径划分为对应于机器人移动状态的路径分段，其中靠近所述起始位置的分段为加速状态的路径分段，以及靠近所述目标位置和/或所述转弯位置的分段为减速状态的路径分段，所述规划路径中除去所述加速状态的路径分段和所述减速状态的路径分段后的剩余分段为匀速状态的路径分段。可选的，所述节点资源表建立单元包括：窗口时间数量确定模块，用于确定移动机器人通过其所对应的所述规划路径时所需要的窗口时间数量，包括：根据所述规划路径所对应的所划分的路径分段，确定各路径分段所通过的节点区域的数量，根据所述各路径分段所通过的节点区域的数量和相应的所述状态通行时间，确定所述移动机器人完成所述规划路径所需要的计算时长，根据所述计算时长和预定长度的窗口时间，确定所述窗口时间数量；间隔更新模块，用于基于对应所述窗口时间数量的时间间隔，根据所述多个移动机器人的实时位置、所述状态通行时间和所述路径分段更新节点资源表。可选的，所述节点资源表建立单元包括：资源分配模块，用于根据第一移动机器人和第二机器人各自的当前位置、所述状态通行时间、所述规划路径，为所述第一移动机器人分配多个第一节点区域及相应的第一占用时间，以及为所述第二移动机器人分配多个第二节点区域及相应的第二占用时间；冲突检测模块，用于当存在其中一个所述第一节点区域与其中一个所述第二节点区域相同时，判断所述其中一个第一节点区域所对应的第一占用时间与所述其中一个第二节点区域所对应的第二占用时间是否存在重合；冲突解决模块，用于若是，则标记所述存在重合的所述其中一个第二节点区域为冲突节点区域，并在所述节点资源表中重新为所述第二移动机器人分配节点区域ID及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多移动机器人的冲突管理方法，包括：获取多个移动机器人各自的当前位置和规划路径，其中所述规划路径能够绕开预定区域内的障碍物，以及所述预定区域包括多个节点区域；将所述规划路径划分为对应于机器人移动状态的路径分段，其中所述机器人移动状态包括加速状态、减速状态和/或匀速状态；确定所述移动机器人以所述机器人移动状态通过一个所述节点区域所需要消耗的状态通行时间；根据所述多个移动机器人的当前位置、所述状态通行时间和所述路径分段建立节点资源表，其中所述节点资源表中记录有移动机器人ID、所述路径分段所经过的节点区域的节点区域ID和占用时间三者之间的对应关系，以及多个所述移动机器人ID中的任意两者在所述节点资源表中不共同对应同一节点区域ID下的同一占用时间；以及控制所述多个移动机器人分别按照所述节点资源表中各自的移动机器人ID所对应的占用时间，占用相应的节点区域ID的节点区域。

【技术特征摘要】
1.一种多移动机器人的冲突管理方法，包括：获取多个移动机器人各自的当前位置和规划路径，其中所述规划路径能够绕开预定区域内的障碍物，以及所述预定区域包括多个节点区域；将所述规划路径划分为对应于机器人移动状态的路径分段，其中所述机器人移动状态包括加速状态、减速状态和/或匀速状态；确定所述移动机器人以所述机器人移动状态通过一个所述节点区域所需要消耗的状态通行时间；根据所述多个移动机器人的当前位置、所述状态通行时间和所述路径分段建立节点资源表，其中所述节点资源表中记录有移动机器人ID、所述路径分段所经过的节点区域的节点区域ID和占用时间三者之间的对应关系，以及多个所述移动机器人ID中的任意两者在所述节点资源表中不共同对应同一节点区域ID下的同一占用时间；以及控制所述多个移动机器人分别按照所述节点资源表中各自的移动机器人ID所对应的占用时间，占用相应的节点区域ID的节点区域。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述规划路径划分为对应于机器人移动状态的路径分段包括：根据所述移动机器人的规划路径的起始位置、目标位置和/或转弯位置，将所述规划路径划分为对应于机器人移动状态的路径分段，其中靠近所述起始位置的分段为加速状态的路径分段，以及靠近所述目标位置和/或所述转弯位置的分段为减速状态的路径分段，所述规划路径中除去所述加速状态的路径分段和所述减速状态的路径分段后的剩余分段为匀速状态的路径分段。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个移动机器人的当前位置、所述状态通行时间和所述路径分段建立节点资源表包括：确定移动机器人通过其所对应的所述规划路径时所需要的窗口时间数量，包括：根据所述规划路径所对应的所划分的路径分段，确定各路径分段所通过的节点区域的数量，根据所述各路径分段所通过的节点区域的数量和相应的所述状态通行时间，确定所述移动机器人完成所述规划路径所需要的计算时长，根据所述计算时长和预定长度的窗口时间，确定所述窗口时间数量；基于对应所述窗口时间数量的时间间隔，根据所述多个移动机器人的实时位置、所述状态通行时间和所述路径分段更新所述节点资源表。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个移动机器人的当前位置、所述状态通行时间和所述路径分段建立节点资源表包括：根据第一移动机器人和第二机器人各自的当前位置、所述状态通行时间、所述规划路径，为所述第一移动机器人分配多个第一节点区域及相应的第一占用时间，以及为所述第二移动机器人分配多个第二节点区域及相应的第二占用时间；以及当存在其中一个所述第一节点区域与其中一个所述第二节点区域相同时，判断所述其中一个第一节点区域所对应的第一占用时间与所述其中一个第二节点区域所对应的第二占用时间是否存在重合；若是，则标记所述存在重合的所述其中一个第二节点区域为冲突节点区域，并在所述节点资源表中重新为所述第二移动机器人分配节点区域ID及相应的占用时间。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取多个移动机器人各自的当前位置和规划路径包括：向各个所述移动机器人发送调度命令，其中所述调度命令包含各个移动机器人的目标节点区域信息；响应于所述调度命令，从所述多个移动机器人接收规划路径，其中所述规划路径为各个所述移动机器人根据各自的目标节点区域信息并通过A*算法计算所确定的。6.一种多移动机器人的冲突管理系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘清，
申请(专利权)人：广东美的智能机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44