本发明专利技术涉及一种基于密集存储区域的多移动机器人路径冲突解决方法，其技术特点包括以下步骤：1、调度服务器建立一初始化网状路径图；2、检测存取货物任务并将任务划分若干个子任务；3、使用图搜索法输出当前子任务的任务路径；4、判断子任务目标点是否被上一个的任务释放掉；5、使用任务编号标记每个任务路经；6、标记完所有任务路径后返回步骤2；7、执行任务队列的各任务抢占资源变量；8、划分冲突区；9、判断冲突区是否释放干净；10、向移动机器人发送执行任务的命令；11、释放资源变量给调度服务器后返回步骤7。本发明专利技术设计合理，能够做到随时分发任务、随时规划任务和随时避免冲突，具有精确度高、运算简洁、实时性强等特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于移动机器人领域，尤其是一种。
技术介绍
密集存储区域多机器人避碰规划的条件是(I)机器人的运动限制在二维空间，属于平面运动；(2)密集存储区域巷道不仅狭窄并且还具有相干性，所谓狭窄，就是有的地方其宽度只允许一个机器人平躺着通过；所谓相干性就是某几个路点区域组合的区域是由不同姿态的区域交错叠加而成机器人可以以不同姿态通过这个区域；(3)机器人的碰撞指由于在同一条巷道上相向而行和交错而行引起的任务死锁，不考虑同向而行的情况；(4)运动的机器人组成了其它机器人成员的动态障碍；(5)机器人和服务器之间通过无限网络进行通讯。 在多机器人运动系统中，可能会出现死锁的运动冲突情况。所谓死锁是指两个以显示方式通讯的机器人相向而行，当它们距离足够近时，各自停了下来，相互无休止地循环等待，最后导致机器人的运动完全停止，此种情况称之为任务死锁。多机器人路径冲突解决策略就是要解决当多机器人在同一条路径上相向而行和交错而行时，在保证互不发生死锁的情况下，安全顺畅地执行任务，从起始点到达目标点的问题。根据机器人工作环境的不同，冲突消解可分为两种集中管理式冲突消解和分布式冲突消解。集中管理式方法通常可以寻找最优解，但是需要预先知道环境的准确信息，并且计算量很大，实时性差，其典型应用是将机器人的运动路径分段，然后按冲突消解要求对机器人通过各段的时间进行约束，通过调整机器人各段的时间进行冲突消解，从而将冲突消解问题转化为高维线性空间的优化问题，并进一步转化为线性方程的求解。分布式冲突消解方法侧重于考虑机器人当前的局部环境信息，让机器人具有良好的冲突消解能力，和集中管理式方法向比较，分布式方法更具有实时性和实用性。分布式冲突消解方法通常有三种解决方法交通规则法、速率调整法和优先级法(见哈尔滨工程大学论文《多机器人协调避碰与任务协作研究》)。交通规则法就是给多机器人制定共同遵守的规则，保持群体的有序性，有了这些规则，就能使有自控意愿的个体保持有序，交通规则法虽然可以避免死锁现象发生，但机器人行走通道必须保证右侧通行，当两个相向而行的机器人在同一条通道上行走时，只有各占其道才能保证不发生死锁，如果通道的宽度不能容纳两个机器人的宽度而只能让一个机器人通过时，交通规则法此时显然失效。速率调整法和优先级法是结合一起使用的，其速率调整包括加速、减速、停止甚至是倒退，当两个相向而行的机器人发生死锁时，优先级别高的有权让级别低的退让到宽阔地带，而使其自身优先通过，此方法不足在于，仅仅依靠局部信息，会产生局部极点，无法保证机器人顺利到达目的地，例如机器人其中一个必须退回到开阔地带才可以解决问题，但机器人作倒退运动的环境条件在当前局部信息中无法获得在倒退过程中如何保证途中不再和其它机器人发生碰撞？机器人倒退到哪里最为经济合理？如何保证倒退目标点是有效目标点等一系列问题，由于分布式冲突消解方法仅仅依靠局部信息无法真正实现任务，还增加了难度，在实际运行中，此种方法很少被采纳。综上所述，集中管理式方法最为精确，但运算复杂且实时性差，而分布式方法虽然运算简单、实时性和灵活性强，但由于会出现局部极点，往往无法完整地完成任务。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种精确程度高、运算简洁、实时性强的的。本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的一种，包括以下步骤步骤I :调度服务器建立一初始化网状路径图； 步骤2 :调度线程检测到有存取货物任务时，获取起始点和目标点信息并将任务划分若干个子任务，每个子任务又设有各自的起始点和目标点，每个子任务为空车寻货子任务或负载运货子任务；步骤3 :调度线程根据子任务的起始点、目标点及参数使用图搜索法输出当前子任务的任务路径；步骤4:调度线程判断该子任务目标点是否被上一个的任务释放掉，如果没有被释放，等待释放，如果已经被释放，则进入步骤5 ；步骤5 :调度线程使用携带方向和排序特征的任务编号标记每个任务路经，被标记的点包括当前任务路径上的点以及它的相干点；步骤6 :调度线程标记完所有任务路径后，将标记后的任务送入执行队列，返回步骤2;步骤7 :执行线程执行任务队列的各任务抢占资源变量；步骤8 :执行线程将所有一个路点上被标记至少两个任务编号、并且方向相反的路点组合的区域划分为冲突区。步骤9 :执行线程判断冲突区是否释放干净，如果释放干净转入步骤10 ;如果没有释放干净，转入步骤11;步骤10 :执行线程向移动机器人发送执行任务的命令；步骤11 :执行线程释放资源变量给调度服务器，返回步骤7。而且，所述步骤I建立初始化网状路径图的方法包括以下处理过程⑴获得密集存储区域的存储位图纸；⑵建立存储点取每个存储位中心点作为存储点；⑶建立路点在巷道上与存储点区域大小相同的可行走区域的中心点作为路点，该路点沿直线方向在与其姿态相同的临近路点区域以外；⑷建立连通性将具有连通性的两个相邻点进行连线构成初始化网状路径图。而且，所述的路点包括以下特殊路点可转路点、相干路点、交叉路点。而且，所述的相干路点非独立存在，其依托于另外一个与它相干的路点；所述的可转路点和交叉路点可以独立存在，也可以非独立存在，当它作为相干点时是非独立存在的。而且，所述的具有连通性的两个相邻点包括两个姿态不限定点、一个姿态不限定点和一个姿态限定点、姿态相同的两个姿态限定点。而且，所述步骤3中的输入参数包括存储点、路点、携带方向和排序特征的任务编号、带有权值的网状路径图。而且，所述的路点区域之间具有相干性，路点占用连同相干路点一起占用，路径上的点为主动占用，该点的相干路点为从属占用，相干点可以是路径以外的点，也可以是路径上的点。而且，所述的任务路径包括移动机器人空载路径和移动机器人负载路径，移动机器人负载路径包括无障碍物存储位之间的路径和巷道路径；移动机器人空载路径包括所有存储位之间的路径和巷道路径。而且，所述的移动机器人为全自动搬运车，所述的货物托盘由四条托盘腿支撑地面且四条托盘腿略高于移动机器人的高度。本专利技术的优点和积极效果是 I、本专利技术采用抢占资源变量的方法实现了多机器人系统的高效率当某一任务抢先获得了资源变量后，其它任务在片刻时间内处于等待状态，当获得资源变量的该任务在很短时间内完成了路径搜索和任务标记任务后，又很快将资源变量释放给调度服务器，由调度服务器其它任务继续抢占资源变量，其它任务在获得资源变量后同样在片刻时间内获得了独占权，又在片刻时间内释放了独占权，这样周而复始地进行下去，从而保证了多机器人系统的高效率宏观上多任务并发执行，微观上多任务串行执行。2、本专利技术采用分步式资源抢占的方法实现了多机器人系统的合理性分步式路径冲突消解方法分为两个阶段，第一个阶段抢占资源变量，实现了宏观上多任务并发执行，微观上多任务串行执行，第二个阶段按照自然距离法抢占冲突区，哪个任务距离冲突区距离最近，哪个任务就最先进入冲突区，一旦冲突区被占用，冲突区以外的其它任务必须等待，谁先进入冲突区谁就获得了第二阶段的优先权，其它任务必须等待冲突区完全被释放，才可以进入冲突区。由于以上第一阶段和第二阶段时间相差微小，既保证了多机器人系统高效率并发执行的可行性，又避免了多机器人在局部范围的路径冲突或任务死锁。3、本专利技术采用多线程方法划分动态冲突区，保证了多机器人本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于密集存储区域的多移动机器人路径冲突解决方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：调度服务器建立一初始化网状路径图；步骤2：调度线程检测到有存取货物任务时，获取起始点和目标点信息并将任务划分若干个子任务，每个子任务又设有各自的起始点和目标点，每个子任务为空车寻货子任务或负载运货子任务；步骤3：调度线程根据子任务的起始点、目标点及输入参数使用图搜索法输出当前子任务的任务路径；步骤4：调度线程判断该子任务目标点是否被上一个的任务释放掉，如果没有被释放，等待释放，如果已经被释放，则进入步骤5；步骤5：调度线程使用携带方向和排序特征的任务编号标记每个任务路经，被标记的点包括当前任务路径上的点以及它的相干点；步骤6：调度线程标记完所有任务路径后，将标记后的任务送入执行队列，返回步骤2；步骤7：执行线程执行任务队列的各任务抢占资源变量；步骤8：执行线程将所有路点上被标记至少两个任务编号、并且方向相反的路点组合的区域划分为冲突区。步骤9：执行线程判断冲突区是否释放干净，如果释放干净转入步骤10；如果没有释放干净，转入步骤11；步骤10：执行线程向移动机器人发送执行任务的命令；步骤11：执行线程释放资源变量给调度服务器，返回步骤7。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨宇，景国辉，
申请(专利权)人：无锡普智联科高新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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