【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器人设计领域,尤其涉及一种基于时间窗的多机器人路径规划方法。
技术介绍
目前,随着新技术的快速发展,机器人的应用也越来越广泛,并且同一个系统中的机器人数量也在不断增加,多机器人调度问题日趋重要。由于多个机器人在同一个系统内执行任务,它们有可能在行走路径上产生冲突。冲突有三种基本类型,即路口冲突、赶超冲突和相向冲突。其中路口冲突是指两台机器人同时到达路口,赶超冲突是指两台机器人同向行驶,后面机器人速度快,会在行驶过程中产生追尾事件,相向冲突是指两台机器人相向行驶的碰撞。目前解决冲突的策略主要有等待策略、更改路径、速度调节等。其中更改路径策略就涉及对机器人的路径规划。路径规划指在具有一定障碍物的环境中(此环境可以通过机器人与环境的交互感知),给定一个起始点和目标点,参照一定的准则,如最短路径因素、最少花费时间、最少拐弯次数,最少花费费用等等,在所处环境中搜索出一条最优的无碰撞路径。而多机器人系统路径规划是建立在单个机器人基础之上,在保证单个机器人完成从起始点到终点的路径规划,同时避免机器人和周围环境障碍物以及其它机器人发生冲突碰撞,完成多机器人之间的协调,避免碰撞和死锁等情况发生,使得多台机器人能共同顺利的完成指定任务。目前,对于多机器人系统路径规划已经提出了一些算法,典型的算法通过将单台机器人的算法和时间窗原理相结合来规划路径。例如将Dijkstra算法和时间 ...
【技术保护点】
一种基于时间窗的多机器人路径规划方法,其特征在于,包括如下步骤:1)在多机器人的系统地图中设定节点和短路径,并保存;2)初始化,清除节点和路径的时间窗,清除所有机器人的已规划标记、阻塞标记和循环标记;3)获取各个机器人的速度、位置和状态信息,所述状态包括待规划状态和无需规划状态;使用预定路径搜索算法在预设条件下为各个机器人搜索若干路径,搜索到的路径作为相应机器人的可选路径;4)清除所有机器人的时间窗、已规划标记和循环标记;5)根据所有具有无需规划状态的机器人和具有阻塞标记的机器人的位置和状态更新时间窗;6)选择一个无阻塞标记且无已规划标记的待规划状态的机器人,计算该机器人的每一条可选路径的空闲时间窗,包括该可选路径上各个节点、短路径的空闲时间窗;7)判断步骤6所选择的机器人是否具有可选路径能在对应的空闲时间窗内完成任务。如果有,则选择其中耗时最短的可选路径作为该机器人的行进路径,并对该机器人打上已规划标记,同时更新所有的点时间窗和边时间窗,如果没有,则放宽预设条件,使用所述预定路径搜索算法为该机器人搜索其他路径,如果没能搜索到新的可选路径,则对该机器人打上阻塞标记和循环标记,如果搜索到 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于时间窗的多机器人路径规划方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)在多机器人的系统地图中设定节点和短路径,并保存;
2)初始化,清除节点和路径的时间窗,清除所有机器人的已规划标记、阻塞标
记和循环标记;
3)获取各个机器人的速度、位置和状态信息,所述状态包括待规划状态和无需
规划状态;使用预定路径搜索算法在预设条件下为各个机器人搜索若干路径,
搜索到的路径作为相应机器人的可选路径;
4)清除所有机器人的时间窗、已规划标记和循环标记;
5)根据所有具有无需规划状态的机器人和具有阻塞标记的机器人的位置和状态
更新时间窗;
6)选择一个无阻塞标记且无已规划标记的待规划状态的机器人,计算该机器人
的每一条可选路径的空闲时间窗,包括该可选路径上各个节点、短路径的空闲
时间窗;
7)判断步骤6所选择的机器人是否具有可选路径能在对应的空闲时间窗内完成
任务。如果有,则选择其中耗时最短的可选路径作为该机器人的行进路径,并
对该机器人打上已规划标记,同时更新所有的点时间窗和边时间窗,如果没有,
则放宽预设条件,使用所述预定路径搜索算法为该机器人搜索其他路径,如果
没能搜索到新的可选路径,则对该机器人打上阻塞标记和循环标记,如果搜索
到新的可选路径,则将新路径加入该机器人的可选路径并返回步骤6;
8)判断所有无阻塞标记的待规划状态的机器人中,是否还有未被打上已规划标
记的机器人,如果有则返回步骤6,如果没有则继续执行以下步骤;
9)判断是否还有打上循环标记的机器人,如果有则返回步骤4,如果没有则继
续执行以下步骤;
10)检测目前系统中是否存在机器人死锁,如果有,则报警。
2.如权利要求1所述的基于时间窗的多机器人路径规划方法,其特征在于,每
隔预设时间重复执行步骤2至步骤10。
3.如权利要求2所述的基于时间窗的多机器人路径规划方法,其特征在于,所
述预设时间为100ms。
4.如权利要求1-3任意一项所述的基于时间窗的多机器人路径规划方法,其特
征在于,所述待规划状态包括任务待分配状态、任务运行状态和任务...
【专利技术属性】
技术研发人员:乔徽,高恩颖,许江帆,
申请(专利权)人:哈尔滨工大服务机器人有限公司,
类型:发明
国别省市:黑龙江;23
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