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基于碰撞类型划分的多机器人路径规划方法和系统技术方案

技术编号:27367056 阅读:40 留言:0更新日期:2021-02-19 13:51
本发明专利技术提供了一种基于碰撞类型划分的多机器人路径规划方法和系统,应用于多机器人控制系统;包括:获取多机器人控制系统中每个机器人的运动信息;基于每个机器人的运动信息,以每两个机器人为一组,判断两个机器人之间是否存在碰撞风险;如果是,则基于两个机器人的运动信息,确定碰撞风险所属的目标碰撞类型;基于目标碰撞类型,在两个机器人的运动平面上设置多个人工不可越节点;基于两个机器人的当前节点坐标、目标节点坐标和多个人工不可越节点,分别对两个机器人中的每个机器人的运动路径进行重新规划,得到每个机器人的目标运动路径。本发明专利技术缓解了现有技术中存在的有时会无法成功避免机器人间的碰撞和死锁的技术问题。成功避免机器人间的碰撞和死锁的技术问题。成功避免机器人间的碰撞和死锁的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
基于碰撞类型划分的多机器人路径规划方法和系统


[0001]本专利技术涉及机器人路径规划
,尤其是涉及一种基于碰撞类型划分的多机器人路径规划方法和系统。

技术介绍

[0002]基于网格环境的多机器人路径规划是多机器人系统导航中很常见的方法。许多研究人员已经将为单机器人系统设计的基于网格环境的路径规划方法扩展到多机器人系统。Kim等人提出了一种结合APF和FIS的机器人间避碰方法,每个机器人可以独立的选择其目标位置,并将其他机器人视为动态障碍物。但是该方法规划出的路径通常偏离最优路径较远。现有的文献中,研究人员提出了一种分布式算法,它通过反复停止和启动机器人来避免多个机器人之间的碰撞和死锁。但是停止和重新启动机器人需要复杂的控制系统,并且会增加完成任务所需的时间。文献还基于D*Lite提出了一种多机器人路径规划方法,它通过机器人间的交互并将其他机器人视为障碍物为原机器人寻找路径。然而,如果仅仅将其他机器人视为障碍物,有时会无法成功避免机器人间的碰撞,甚至还可能带来其它问题,如移动机器人之间的死锁。

技术实现思路
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于碰撞类型划分的多机器人路径规划方法,其特征在于,应用于多机器人控制系统;包括:获取所述多机器人控制系统中每个机器人的运动信息;所述每个机器人的运动信息包括:当前节点坐标、当前运动路径和目标节点坐标;基于所述每个机器人的运动信息,以每两个机器人为一组,判断所述两个机器人之间是否存在碰撞风险;如果是,则基于所述两个机器人的运动信息,确定所述碰撞风险所属的目标碰撞类型;所述目标碰撞类型为多个预设碰撞类型中的一种碰撞类型;基于所述目标碰撞类型,在所述两个机器人的运动平面上设置多个人工不可越节点;所述人工不可越节点为机器人在路径规划时视为障碍物的节点;基于所述两个机器人的当前节点坐标、目标节点坐标和所述多个人工不可越节点,分别对所述两个机器人中的每个机器人的运动路径进行重新规划,得到每个机器人的目标运动路径。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述预设碰撞类型包括:第一碰撞类型,表征所述两个机器人都沿着对角线方向运动,且碰撞节点为所述两个机器人的共同的下一个节点;第二碰撞类型,表征所述两个机器人的碰撞节点为第一机器人的当前节点;第三碰撞类型,表征所述两个机器人的碰撞节点为第二机器人的当前节点;第四碰撞类型,表征所述两个机器人的当前节点为相邻节点,且碰撞节点为所述第二机器人基于当前运动路径的下一个节点;第五碰撞类型,表征所述两个机器人的当前节点不相邻,且碰撞节点为所述第二机器人基于当前运动路径的下一个节点;其中,所述第一机器人为所述两个机器人当中优先级低的机器人,所述第二机器人为所述两个机器人当中优先级高的机器人。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,若所述目标碰撞类型为所述第一碰撞类型,则基于所述目标碰撞类型,在所述两个机器人的运动平面上设置多个人工不可越节点,包括:将所述第二机器人基于当前运动路径的下一个节点设置为所述第一机器人的人工不可越节点;所述第一机器人的人工不可越节点为所述第一机器人在路径规划时视为障碍物的节点。4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,若所述目标碰撞类型为所述第二碰撞类型,则基于所述目标碰撞类型,在所述两个机器人的运动平面上设置多个人工不可越节点,包括:将所述运动平面上与所述第一机器人的当前运动路径相关的多个节点设置为所述第二机器人的人工不可越节点;将所述运动平面上与所述第二机器人的当前运动路径相关的多个节点设置为所述第一机器人的人工不可越节点;所述第一机器人的人工不可越节点为所述第一机器人在路径规划时视为障碍物的节点;所述第二机器人的人工不可越节点为所述第二机器人在路径规划时视为障碍物的节
点。5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,若所述目标碰撞类型为所述第三碰撞类型或者所述第四碰撞类型,则基于所述目标碰撞类型,在所述两个机器人的运动平面上设置多个人工不可越节点,包括:将所述第一机器人的当前节点设...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵涛李好东佃松宜
申请(专利权)人:四川大学
类型:发明
国别省市:

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