机器人路径规划方法、装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

技术编号:35856264 阅读:4 留言:0更新日期:2022-12-07 10:43
本发明专利技术提供一种机器人路径规划方法、装置、电子设备及存储介质,涉及人工智能技术领域,其中所述机器人路径规划方法包括:基于至少一个协同任务,为各机器人分配目标子任务,协同任务包括多个子任务,各所述协同任务中的目标子任务位于距离机器人的最短路径上;基于每一个目标子任务,为各机器人分配目标资源,目标资源是距离机器人路径最短、且与目标子任务相匹配的资源;基于目标子任务和目标资源,确定各机器人的运动路径。通过上述方法,可以为各机器人分配路径最短的目标子任务和目标资源,同时在充分考虑协同任务中子任务与资源之间的依赖关系的基础上,能够规划出机器人执行协同任务的最短运动路径,提高了机器人执行协同任务的效率。协同任务的效率。协同任务的效率。

【技术实现步骤摘要】
机器人路径规划方法、装置、电子设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及人工智能
,尤其涉及一种机器人路径规划方法、装置、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]随着人工智能技术的发展,机器人也逐渐应用于一些复杂的工业场景中,例如工业装配。由于工作任务的复杂性,通常需要多个机器人共同协作来完成协作任务。在多机器人系统中,通常是将一组协作任务拆解为多个子任务并分配给一组机器人,以达到优化生产效率和满足操作约束的目的,这能够给企业带来非常大的生产价值。
[0003]然而在相关技术中,各机器人在执行协同任务的过程中,需要移动到各子任务对应的位置,并且各机器人在执行各子任务时还需要获取与子任务对应的资源,否则各子任务无法顺利执行。
[0004]因此,在多个机器人执行任务及获取资源时,如何对多个机器人的移动路径进行合理规划,从而提高各机器人的生产效率是目前业界亟待解决的重要课题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的问题,本专利技术提供一种机器人路径规划方法、装置、电子设备及存储介质。
[0006]本专利技术提供一种机器人路径规划方法,包括:
[0007]基于至少一个协同任务,为各机器人分配目标子任务,每一个所述协同任务包括多个子任务,各所述协同任务中的目标子任务位于距离机器人的最短路径上;
[0008]基于每一个目标子任务,为各机器人分配目标资源,所述目标资源是距离机器人路径最短、且与所述目标子任务相匹配的资源;
[0009]基于所述目标子任务和所述目标资源,确定各机器人的运动路径。
[0010]可选地,所述基于至少一个协同任务,为各机器人分配目标子任务,包括:
[0011]基于各所述协同任务的笛卡尔空间位置坐标,确定各所述协同任务在任务空间中的执行顺序;
[0012]基于各所述协同任务在任务空间中的执行顺序,构建第一有向图,所述第一有向图包括M个表示所述协同任务的图层,每一个图层包括N个顶点,所述顶点表示当前图层对应的协同任务的子任务,每一图层的顶点与相邻图层的顶点相互连接;M、N为正整数,M、N大于等于1;
[0013]基于所述第一有向图,为各机器人分配所述目标子任务。
[0014]可选地,所述基于所述第一有向图,为各机器人分配所述目标子任务,包括:
[0015]针对每一个机器人,在所述第一有向图的第一个图层之前设置第一起始顶点,在第M个图层之后设置第一目标顶点,所述第一起始顶点表示机器人的初始位置坐标,所述第一目标顶点表示机器人执行完毕第M个协同任务时的位置坐标;
[0016]基于图搜索算法确定第一目标路径,所述第一目标路径是所述第一起始顶点与所述第一目标顶点之间的最短路径;
[0017]将所述第一目标路径上的顶点所对应的子任务作为目标子任务分配至机器人,并将所述第一目标路径上的顶点从所述第一有向图中删除。
[0018]可选地,所述基于每一个目标子任务,为各机器人分配目标资源,包括:
[0019]针对每一个机器人,获取各所述目标子任务的执行顺序及所述各目标子任务对应的有效资源集合;
[0020]基于各所述目标子任务的执行顺序和所述有效资源集合,构建第二有向图,所述第二有向图包括L个表示所述目标子任务的图层,每一个图层包括P个顶点,所述顶点表示当前图层对应的目标子任务的有效资源,每一图层的顶点与相邻图层的顶点相互连接;L、P为正整数,L、P大于等于1;
[0021]基于所述第二有向图,为各机器人分配所述目标资源。
[0022]可选地,所述基于所述第二有向图,为各机器人分配所述目标资源,包括:
[0023]针对每一个机器人,在所述第二有向图的第一个图层之前设置第二起始顶点,在第L个图层之后设置第二目标顶点,所述第二起始顶点表示机器人的初始位置坐标,所述第二目标顶点表示机器人执行完毕第M个目标子任务时的位置坐标;
[0024]基于图搜索算法确定第二目标路径,所述第二目标路径是所述第二起始顶点与所述第二目标顶点之间的最短路径;
[0025]将所述第二目标路径上的顶点所对应的有效资源作为目标资源分配至机器人。
[0026]可选地,所述基于所述目标子任务和所述目标资源,确定各机器人的运动路径,包括:
[0027]针对每一个机器人,基于所述第一有向图中所述目标子任务对应的顶点和所述第二有向图中所述目标资源对应的顶点,确定所述目标子任务和所述目标资源对应的多个逆向运动学解;
[0028]基于各所述逆向运动学解,确定所述目标子任务和所述目标资源在关节空间中对应的目标关节点;
[0029]基于各机器人的各所述目标关节点,调整各所述协同任务的执行顺序;基于调整后各所述协同任务的执行顺序,确定各机器人的运动路径。
[0030]可选地,在所述确定各机器人的运动路径之后,所述方法还包括:
[0031]获取每个机器人的运动自由度,将每个机器人的运动自由度相加得到总运动自由度;
[0032]基于所述总运动自由度,从目标关节空间内随机采样机器人无碰撞的路径点,所述目标关节空间的维度与所述总运动自由度相同;
[0033]基于所述无碰撞的路径点对所述运动路径进行更新。
[0034]本专利技术还提供一种机器人路径规划装置,包括:
[0035]第一分配模块,用于基于至少一个协同任务,为各机器人分配目标子任务,每一个所述协同任务包括多个子任务,各所述协同任务中的目标子任务位于距离机器人的最短路径上;
[0036]第二分配模块,用于基于每一个目标子任务,为各机器人分配目标资源,所述目标
资源是距离机器人路径最短、且与所述目标子任务相匹配的资源;
[0037]确定模块,用于基于所述目标子任务和所述目标资源,确定各机器人的运动路径。
[0038]本专利技术还提供一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述机器人路径规划方法法。
[0039]本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述机器人路径规划方法方法。
[0040]本专利技术还提供一种计算机程序产品,包括计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述机器人路径规划方法方法。
[0041]本专利技术提供的机器人路径规划方法、装置、电子设备及存储介质,在为各机器人分配路径最短的目标子任务的同时,充分考虑了目标子任务与目标资源之间的依赖关系,即,基于每一个目标子任务,能够为各机器人分配路径最短、且与目标子任务相匹配的资源;在此基础上,基于目标子任务和目标资源,能够规划出各机器人执行协同任务的最短运动路径,进而提高了各机器人执行协同任务的效率。
附图说明
[0042]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人路径规划方法,其特征在于,包括:基于至少一个协同任务,为各机器人分配目标子任务,每一个所述协同任务包括多个子任务,各所述协同任务中的目标子任务位于距离机器人的最短路径上;基于每一个目标子任务,为各机器人分配目标资源,所述目标资源是距离机器人路径最短、且与所述目标子任务相匹配的资源;基于所述目标子任务和所述目标资源,确定各机器人的运动路径。2.根据权利要求1所述的机器人路径规划方法,其特征在于,所述基于至少一个协同任务,为各机器人分配目标子任务,包括:基于各所述协同任务的笛卡尔空间位置坐标,确定各所述协同任务在任务空间中的执行顺序;基于各所述协同任务在任务空间中的执行顺序,构建第一有向图,所述第一有向图包括M个表示所述协同任务的图层,每一个图层包括N个顶点,所述顶点表示当前图层对应的协同任务的子任务,每一图层的顶点与相邻图层的顶点相互连接;M、N为正整数,M、N大于等于1;基于所述第一有向图,为各机器人分配所述目标子任务。3.根据权利要求2所述的机器人路径规划方法,其特征在于,所述基于所述第一有向图,为各机器人分配所述目标子任务,包括:针对每一个机器人,在所述第一有向图的第一个图层之前设置第一起始顶点,在第M个图层之后设置第一目标顶点,所述第一起始顶点表示机器人的初始位置坐标,所述第一目标顶点表示机器人执行完毕第M个协同任务时的位置坐标;基于图搜索算法确定第一目标路径,所述第一目标路径是所述第一起始顶点与所述第一目标顶点之间的最短路径;将所述第一目标路径上的顶点所对应的子任务作为目标子任务分配至机器人,并将所述第一目标路径上的顶点从所述第一有向图中删除。4.根据权利要求2或3所述的机器人路径规划方法,其特征在于,所述基于每一个目标子任务,为各机器人分配目标资源,包括:针对每一个机器人,获取各所述目标子任务的执行顺序及所述各目标子任务对应的有效资源集合;基于各所述目标子任务的执行顺序和所述有效资源集合,构建第二有向图,所述第二有向图包括L个表示所述目标子任务的图层,每一个图层包括P个顶点,所述顶点表示当前图层对应的目标子任务的有效资源,每一图层的顶点与相邻图层的顶点相互连接;L、P为正整数,L、P大于等于1;基于所述第二有向图,为各机器人分配所述目标资源。5.根据权利要求4所述的机器人路径规划方法,其特征在于,所述基于所述第二有向图,为各机器人分配所述目标资源,包括:针对每一个机器人,在所述第二有向图的第一个...

【专利技术属性】
技术研发人员:李栋辉王庆滨赵松明邹伟张大朋余山韩新勇
申请(专利权)人:中国科学院自动化研究所
类型:发明
国别省市:

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