一种用于多机器人编队避障的线路预测方法技术

本发明专利技术涉及多机器人编队避障线路预测技术领域，具体公开了一种用于多机器人编队避障的线路预测方法包括：提取若干机器人采集到的图像数据信息中的图像数据和障碍物数据；根据图像数据设置编队点，并建立机器人编队；获取机器人编队的移动速度和机器人编队的位置信息；根据障碍物数据

【技术实现步骤摘要】
一种用于多机器人编队避障的线路预测方法


[0001]本专利技术涉及多机器人编队避障线路预测
，特别是涉及一种用于多机器人编队避障的线路预测方法
。

技术介绍

[0002]多机器人编队避障是自动化和机器人
的重要研究方向之一，其目标是使多台机器人能够在复杂和动态的环境中协调运动，避开障碍物并保持编队形态
。
[0003]然而，目前现有技术中多机器人编队避障往往是通过人工干预的方法来实现的，从而极大地提高人工操作的工作量，进而造成了多机器人编队在遇到新的障碍物或环境变化时需要更长的响应时间，从而可能导致更多的风险和不稳定性
。
[0004]鉴于此，急需专利技术一种用于多机器人编队避障路线的规划方法，用于如何精准地预测出多机器人编队避障的角度，从而使机器人编队能够及时可靠地避开障碍物，进而降低发生碰撞和事故的风险
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是：提供一种用于多机器人编队避障的线路预测方法，旨用于如何精准地预测出多机器人编队避障的角度，从而使机器人编队能够及时可靠地避开障碍物，进而降低发生碰撞和事故的风险
。
[0006]一方面，本专利技术提供了一种用于多机器人编队避障的线路预测方法，包括：
[0007]获取若干机器人采集到的图像数据信息；
[0008]根据若干所述机器人采集到的图像数据信息进行处理，并提取出图像数据和障碍物数据；
[0009]根据所述图像数据设置编队点，并建立机器人编队；r/>[0010]获取所述机器人编队的移动速度和机器人编队的位置信息；
[0011]根据所述障碍物数据
、
机器人编队的移动速度和机器人编队的位置信息预测所述机器人编队的避障路线中的避障角度
。
[0012]进一步的，根据若干所述机器人采集到的图像数据信息进行处理，并提取出图像数据和障碍物数据时，包括：
[0013]剔除若干所述机器人采集到的图像数据信息中重复图像数据；
[0014]获取剔除重复图像数据后的图像数据；
[0015]并基于所述图像数据获取到所述障碍物数据
。
[0016]进一步的，根据所述图像数据设置编队点，并建立机器人编队时，包括：
[0017]设置领航点坐标和跟随点坐标；
[0018]获取若干所述机器人坐标与所述领航点坐标之间的距离；
[0019]获取距离所述领航点坐标距离最短的机器人，并将距离所述领航点坐标距离最短的机器人设置为领航者机器人，并调整剩余若干所述机器人为跟随者机器人；
[0020]待若干所述跟随者机器人到达所述跟随点坐标之后编队完成
。
[0021]进一步的，根据所述障碍物数据
、
机器人编队的移动速度和机器人编队的位置信息预测所述机器人编队的避障路线中的避障角度时，包括：
[0022]获取所述障碍物数据中所述障碍物的直径长度
L
，并根据所述障碍物的直径长度
L
与预设的障碍物的直径长度之间进行比对，并根据比对结果选择相应的躲避角度作为所述机器人编队预测的避障路线的避障角度；
[0023]其中，预先设定第一预设障碍物的直径长度
L1
和第二预设障碍物的直径长度
L2
，预先设定第一躲避角度
M1
，第二躲避角度
M2
和第三躲避角度
M3
，且
L1
＜
L2
，
M1
＜
M2
＜
M3
；
[0024]当
L≤L1
时，则选定所述第一躲避角度
M1
作为所述机器人编队预测的避障路线的避障角度；
[0025]当
L1
＜
L≤L2
时，则选定所述第二躲避角度
M2
作为所述机器人编队预测的避障路线的避障角度；
[0026]当
L
＞
L2
时，则选定所述第三躲避角度
M3
作为所述机器人编队预测的避障路线的避障角度；
[0027]当选定第
i
躲避角度
M i
作为所述机器人编队预测的避障路线的避障角度时，
i
＝
1,2,3
，并确定预测后的所述机器人编队的避障路线的避障角度为
M i。
[0028]进一步的，当选定第
i
躲避角度
M i
作为所述机器人编队预测的避障路线的避障角度，并确定预测后的所述机器人编队的避障路线的避障角度
M i
时，包括：
[0029]获取所述机器人编队到所述障碍物之间的实时距离
K
，并根据所述机器人编队到所述障碍物之间的实时距离
K
与预设的机器人到所述障碍物之间的安全距离
K0
之间的关系，判断所述机器人编队是否超出与所述障碍物之间的安全距离；
[0030]当
K≥K0
时，则判断所述机器人编队未超出与所述障碍物之间的安全距离；
[0031]当
K
＜
K0
时，则判断所述机器人编队超出与所述障碍物之间的安全距离，并根据所述机器人编队到所述障碍物之间的实时距离
K
与预设的机器人到所述障碍物之间的安全距离
K0
之间的关系对预测后的所述机器人编队的避障路线的避障角度
M i
进行调整
。
[0032]进一步地，根据所述机器人编队到所述障碍物之间的实时距离
K
与预设的机器人到所述障碍物之间的安全距离
K0
之间的关系对预测后的所述机器人编队的避障路线的避障角度
M i
进行调整时，包括：
[0033]获取所述机器人编队到所述障碍物之间的实时距离
K
与预设的机器人到所述障碍物之间的安全距离
K0
之间的安全距离超出值
△
K
，并根据所述安全距离超出值
△
K
与预设的安全距离超出值之间进行比对，并根据比对结果选定相应的调整系数对预测后的所述机器人编队的避障路线的避障角度
M i
进行调整；
[0034]其中，预先设定第一预设安全距离超出值
△
K1
和第二预设安全距离超出值
△
K2
，预先设定第一调整系数
N1
，第二调整系数
N2
和第三调整系数
N3
；且
△
K1
＜
△
K2
，0＜
N1
＜
N2
＜
N3
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于多机器人编队避障的线路预测方法，其特征在于，包括：获取若干机器人采集到的图像数据信息；根据若干所述机器人采集到的图像数据信息进行处理，并提取出图像数据和障碍物数据；根据所述图像数据设置编队点，并建立机器人编队；获取所述机器人编队的移动速度和机器人编队的位置信息；根据所述障碍物数据
、
机器人编队的移动速度和机器人编队的位置信息预测所述机器人编队的避障路线中的避障角度
。2.
如权利要求1所述的用于多机器人编队避障的线路预测方法，其特征在于，根据若干所述机器人采集到的图像数据信息进行处理，并提取出图像数据和障碍物数据时，包括：剔除若干所述机器人采集到的图像数据信息中重复图像数据；获取剔除重复图像数据后的图像数据；并基于所述图像数据获取到所述障碍物数据
。3.
如权利要求2所述的用于多机器人编队避障的线路预测方法，其特征在于，根据所述图像数据设置编队点，并建立机器人编队时，包括：设置领航点坐标和跟随点坐标；获取若干所述机器人坐标与所述领航点坐标之间的距离；获取距离所述领航点坐标距离最短的机器人，并将距离所述领航点坐标距离最短的机器人设置为领航者机器人，并调整剩余若干所述机器人为跟随者机器人；待若干所述跟随者机器人到达所述跟随点坐标之后编队完成
。4.
如权利要求1所述的用于多机器人编队避障的线路预测方法，其特征在于，根据所述障碍物数据
、
机器人编队的移动速度和机器人编队的位置信息预测所述机器人编队的避障路线中的避障角度时，包括：获取所述障碍物数据中所述障碍物的直径长度
L
，并根据所述障碍物的直径长度
L
与预设的障碍物的直径长度之间进行比对，并根据比对结果选择相应的躲避角度作为所述机器人编队预测的避障路线的避障角度；其中，预先设定第一预设障碍物的直径长度
L1
和第二预设障碍物的直径长度
L2
，预先设定第一躲避角度
M1
，第二躲避角度
M2
和第三躲避角度
M3
，且
L1
＜
L2
，
M1
＜
M2
＜
M3
；当
L≤L1
时，则选定所述第一躲避角度
M1
作为所述机器人编队预测的避障路线的避障角度；当
L1
＜
L≤L2
时，则选定所述第二躲避角度
M2
作为所述机器人编队预测的避障路线的避障角度；当
L
＞
L2
时，则选定所述第三躲避角度
M3
作为所述机器人编队预测的避障路线的避障角度；当选定第
i
躲避角度
Mi
作为所述机器人编队预测的避障路线的避障角度时，
i
＝
1,2,3
，并确定预测后的所述机器人编队的避障路线的避障角度为
Mi。5.
如权利要求3所述的用于多机器人编队避障的线路预测方法，其特征在于，当选定第
i
躲避角度
Mi
作为所述机器人编队预测的避障路线的避障角度，并确定预测后的所述机器人编队的避障路线的避障角度
Mi
时，包括：
获取所述机器人编队到所述障碍物之间的实时距离
K
，并根据所述机器人编队到所述障碍物之间的实时距离
K
与预设的机器人到所述障碍物之间的安全距离
K0
之间的关系，判断所述机器人编队是否超出与所述障碍物之间的安全距离；当
K≥K0
时，则判断所述机器人编队未超出与所述障碍物之间的安全距离；当
K
＜
K0
时，则判断所述机器人编队超出与所述障碍物之间的安全距离，并根据所述机器人编队到所述障碍物之间的实时距离
K
与预设的机器人到所述障碍物之间的安全距离
K0
之间的关系对预测后的所述机器人编队的避障路线的避障角度
M i
进行调整
。6.
如权利要求5所述的用于多机器人编队避障的线路预测方法，其特征在于，根据所述机器人编队到所述障碍物之间的实时距离
K
与预设的机器人到所述障碍物之间的安全距离
K0
之间的关系对预测后的所述机器人编队的避障路线的避障角度
Mi
进行调整时，包括：获取所述机器人编队到所述障碍物之间的实时距离
K
与预设的机器人到所述障碍物之间的安全距离
K0
之间的安全距离超出值
△
K
，并根据所述安全距离超出值
△
K
与预设的安全距离超出值之间进行比对，并根据比对结果选定相应的调整系数对预测后的所述机器人编队的避障路线的避障角度
Mi
进行调整；其中，预先设定第一预设安全距离超出值
△
K1
和第二预设安全距离超出值
△
K2
，预先设定第一调整系数
N1
，第二调整系数
N2
和第三调整系数
N3
；且
△
K1
＜
△
K2
，0＜
N1
＜
N2
＜
N3
＜
0.5
；当
△
K≤
△
K1
时，则选定所述第一调整系数
N1
对预测后的所述机器人编队的避障路线的避障角度
Mi
进行调整；当
△
K1
＜
△
K≤
△
K2
时，则选定所述第二调整系数
N2
对预测后的所述机器人编队的避障路线的避障角度
Mi
进行调整；当
△
K
＞
△
K2
时，则选定所述第三调整系数
N3
对预测后的所述机器人编队的避障路线的避障角度
Mi
进行调整；当选定第
i
调整系数
Ni
对预测后的所述机器人编队的避障路线的避障角度
Mi
进行调整时，
i
＝
1,2,3
，并确定调整后的所述机器人编队的避障路线的避障角度为
△
M
，设定
△
M
＝
Mi*Ni。7.
如权利要求6所述的用于多机器人编队避障的线路预测方法，其特征在于，当选定第
i
调整系数
Ni
对预测后的所述机器人编队的避障路线的避障角度
Mi
进行调整，并确定调整后的所述机器人编队的避障路线的避障角度
△
M
时，包括：获取第一预设时段所述障碍物实时位置
J1
和第二预设时段所述障碍物实时位置
J2
，并根据所述第一预设时段所述障碍物实时位置
J1
与第二预设时段所述障碍物实时位置
J2
之间的关系，判断所述障碍物是否进行移动；当
J2
＝
J1
时，则判断所述障碍物没有进行移动；当
J2≠J1
时，则判断所述障碍物有进行移动，并根据所述第一预设时段所述障碍物实时位置
J1
与第二预设时段所述障碍物实时位置
J2
之间的关系对调整后的所述机器人编队的避障路线...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏超，张智军，王磊，皇金锋，胡波，
申请(专利权)人：陕西理工大学，
类型：发明
国别省市：