一种基于多智能体的时空路径规划方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多智能体的时空路径规划方法；该方法包括通过规避环境中的静态障碍物，规划机器人的二维行走路径；由行走时刻结合二维行走路径构建机器人的三维时空路径；通过路径调整算法调整机器人的行走速度，规避与动态障碍物的碰撞；本发明专利技术使用，构建机器人的二维行走路径，可以不考虑复杂变化的外界环境的影响，能够快速准确的获得机器人的二维行走路径，通过构建的三维时空路径，能够直观的判断出机器人是否发生碰撞，便于机器人的快速调整，通过路径调整算法能够实时根据三维时空路径的变化调整机器人的行走速度，进行规避动态障碍物，能够极大的提高路径规划的效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多智能体的时空路径规划方法


[0001]本专利技术涉及机器人路径规划
，尤其涉及一种基于多智能体的时空路径规划方法。

技术介绍

[0002]智能体是在某一环境下，能够持续自主的发挥作用，如扫地机器人、物流运输机器人等，对这些智能体进行路径规划，是一个复杂的计算过程，即需要规避环境中的静态障碍物，又需要规避环境中随时出现的动态障碍物。现有技术中在对静态障碍物和动态障碍物进行规避时，受变化的复杂外界环境的影响无法快速的构建机器人的路径。不能直观的判断出机器人是否发生碰撞，不便于机器人调整避障。并且在进行路径规划时，同时考虑规避静态障碍物和动态障碍物，路径规划的效率较低。

技术实现思路

[0003]本专利技术主要解决的技术问题是提供一种基于多智能体的时空路径规划方法，解决受变化的复杂外界环境的影响无法快速的构建机器人的路径，不能直观判断是否发生碰撞，路径规划效率较低的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是提供一种基于多智能体的时空路径规划方法，包括步骤：
>[0005]构建二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多智能体的时空路径规划方法，其特征在于，包括步骤：构建二维行走路径，设定机器人的起点和终点，规划所述机器人从起点到终点的二维行走路径；构建三维时空路径，随机设定所述机器人的行走速度，确定在所述二维行走路径的行走时刻，由所述行走时刻结合所述二维行走路径构建所述机器人的三维时空路径；基于三维时空路径避障，使用上述步骤构建动态障碍物的三维时空路径，若所述机器人的三维时空路径与所述动态障碍物的三维时空路径相交具有交点，则所述机器人与所述动态障碍物发生碰撞，所述交点即为碰撞点，设定所述机器人到达所述碰撞点前的一段时间为安全时间，在所述安全时间前通过路径调整算法调整所述机器人的行走速度，规避与所述动态障碍物的碰撞。2.根据权利要求1所述的基于多智能体的时空路径规划方法，其特征在于，构建二维行走路径步骤中，所述机器人设置有多个，同时对多个所述机器人并行规划所述二维行走路径。3.根据权利要求2所述的基于多智能体的时空路径规划方法，其特征在于，构建二维行走路径步骤中，构建所述机器人从起点到终点的所述二维行走路径为：式中，a
i
表示所述机器人R
i
的二维行走路径，i为正整数，表示多个所述机器人中的任一所述机器人，表示所述机器人R
i
的起点坐标，表示所述机器人R
i
的终点坐标，v为大于1的正整数，表示a
i
二维行走路径中坐标点的总个数，表示所述机器人R
i
的起点坐标与终点坐标之间的任一点p的坐标，p∈(1,v)。4.根据权利要求3所述的基于多智能体的时空路径规划方法，其特征在于，构建三维时空路径步骤中，随机设定所述机器人R
i
的行走速度；确定所述机器人R
i
的行走时刻，所述行走时刻与所述二维行走路径中坐标点的总个数对应，由所述行走时刻和所述二维行走路径的坐标点构成三维时空坐标，即：式中，a
′
i
表示所述机器人R
i
的三维时空坐标，表示所述机器人R
i
的三维起点坐标，表示所述机器人R
i
的三维终点坐标，表示所述机器人R
i
的三维起点坐标与三维终点坐标之间的任一点p的三维时空坐标，表示a
′
i
三维时空坐标的行走时刻。5.根据权利要求4所述的基于多智能体的时空路径规划方法，其特征在于，构建三维时空路径步骤中，由所述三维时空坐标a
′
i
构建所述机器人的三维时空路径为：
式中，a
″
i
表示所述机器人R
i
的三维时空路径，表示所述机器人R
i
三维时空路径的起点之后第二点三维时空坐标，(x
(i,1)
,y
(i,1)
,t
(i,1)
)表示所述机器人R
i
三维时空路径的起点到第二点之间任一点三维时空坐标，表示所述机器人R
i
三维时空路径的p
‑
1点的三维时空坐标，(x
(i,p
‑
1)
,y
(i,p
‑
1)
,t
(i,p
‑
1)
)表示所述机器人R
i
三维时空路径的p点到p
‑
1点之间任一点的三维时空坐标，表示所述机器人R
i
三维时空路径的终点之前v
‑
1点的三维时空坐标，(x
(i,v
‑
1)
,y
(i,v
‑
1)
,t
(i,v
‑
1)
)表示所述机器人R
i
三维时空路径的终点到v
‑
1点之间任一点的三维时空坐标。6.根据权利要求5所述的基于多智能体的时空路径规划方法，其特征在于，构建三维时空路径步骤中，由所述行走时刻和二维行走路径的坐标轴构建三维时空坐标轴，所述三维时空坐标轴的横向坐标轴对应为所述二维行走路径的二维坐标轴的横向坐标轴，所述三维时空坐标轴的纵向坐标轴对应所述二维行走路径坐标轴的纵向坐标轴，所述三维...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛均晓，孔祥燕，徐明亮，董博威，李亚飞，郭毅博，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：