[發(fā)明專利]一種控制多個移動機(jī)器人并發(fā)運行的方法及其系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710992071.8
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107703943A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚文哲;申作軍
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11201
• 代理人: 廖元秋

1.一種控制多個移動機(jī)器人并發(fā)運行的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟；

1)控制端將運載任務(wù)分配給移動機(jī)器人；

2)控制端根據(jù)分配給移動機(jī)器人的運載任務(wù)所指定的起點和終點以及其他移動機(jī)器人的行駛狀態(tài)規(guī)劃一條行駛路徑；

3)控制端將步驟2)獲得的被分配移動機(jī)器人的行駛路徑與其他移動機(jī)器人的行駛路徑進(jìn)行比較，并將該行駛路徑發(fā)送給被分配的移動機(jī)器人，若該移動機(jī)器人與其他任意一個移動機(jī)器人的行駛路徑存在沖突區(qū)域，則在每個沖突區(qū)域處生成一個沖突觀察者，每個沖突區(qū)域只涉及兩個移動機(jī)器人之間的沖突，執(zhí)行步驟4)；

4)相應(yīng)移動機(jī)器人往終點行駛并實時向控制端發(fā)送自己的位置狀態(tài)信息；

5)控制端根據(jù)接收到的所有移動機(jī)器人的位置狀態(tài)信息觸發(fā)各沖突觀察者進(jìn)行觀察，判斷是否出現(xiàn)沖突觸發(fā)狀況或沖突消失狀況，所述沖突觸發(fā)狀況為較先駛?cè)霙_突區(qū)域的移動機(jī)器人的位置首次對較后駛?cè)霙_突區(qū)域的移動機(jī)器人的行駛路徑造成堵塞的狀況，所述沖突消失狀況為較先駛?cè)霙_突區(qū)域的移動機(jī)器人最新的位置不再堵塞較后駛?cè)霙_突區(qū)域的移動機(jī)器人的行駛路徑的狀況：若沖突觀察者判斷出現(xiàn)沖突觸發(fā)狀況則控制端向較后駛?cè)霙_突區(qū)域的移動機(jī)器人發(fā)送設(shè)置避讓信息，較后駛?cè)霙_突區(qū)域的移動機(jī)器人根據(jù)接收到的設(shè)置避讓信息行駛至設(shè)置避讓信息中指定的沖突避讓點，若到達(dá)該點后仍存在堵塞情況則較后駛?cè)霙_突區(qū)域的移動機(jī)器人停止前進(jìn)，否則繼續(xù)前進(jìn)，然后執(zhí)行步驟6)；若沖突觀察者判斷出現(xiàn)沖突消失狀況則向較后駛?cè)霙_突區(qū)域的移動機(jī)器人發(fā)送取消避讓信息，控制端刪除該沖突觀察者，較后駛?cè)霙_突區(qū)域的移動機(jī)器人根據(jù)接收到的取消避讓信息恢復(fù)行駛，然后執(zhí)行步驟6)；若沖突觸發(fā)狀況或沖突消失狀況均未出現(xiàn)，則執(zhí)行步驟6)；

6)控制端判斷被分配移動機(jī)器人是否達(dá)到運載任務(wù)終點，若是，則執(zhí)行步驟7)；否則重復(fù)執(zhí)行步驟4)～5)；

7)被分配移動機(jī)器人執(zhí)行完相應(yīng)運載任務(wù)后等待下一次運載任務(wù)；若還有下一個運載任務(wù)，則執(zhí)行步驟1)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1)中的任務(wù)分配操作按照如下方式進(jìn)行：控制端周期性地將正在排隊的運載任務(wù)與空閑的移動機(jī)器人進(jìn)行匹配得到分配方案；或者根據(jù)移動機(jī)器人空閑事件觸發(fā)任務(wù)分派操作，即一旦有移動機(jī)器人空閑，將排隊的首個運載任務(wù)分配給該移動機(jī)器人。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2)中為移動機(jī)器人規(guī)劃的行駛路徑通過避讓擁堵或路徑最短原則生成。

4.一種根據(jù)權(quán)利要求1～3任意一項所述控制多個移動機(jī)器人并發(fā)運行的方法的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括任務(wù)分派模塊、路徑規(guī)劃模塊、沖突協(xié)調(diào)模塊、消息通信模塊、處理器以及存儲器；各模塊及存儲器均與處理器連接，所述消息通信模塊與移動機(jī)器人連接；其中，

所述任務(wù)分派模塊，用于生成分配給各移動機(jī)器人的運載任務(wù)；

所述路徑規(guī)劃模塊，用于根據(jù)被分配的移動機(jī)器人的起點和終點以及其他移動機(jī)器人的行駛狀態(tài)為被分配的移動機(jī)器人規(guī)劃一條行駛路徑；

所述沖突協(xié)調(diào)模塊，用于在多個移動機(jī)器人同時運行存在路線沖突時對這些沖突狀況進(jìn)行避讓，即該沖突協(xié)調(diào)模塊在所述路徑規(guī)劃模塊為移動機(jī)器人規(guī)劃好行駛路徑后，根據(jù)其他移動機(jī)器人的位置狀態(tài)信息，生成沖突觀察者，用于監(jiān)控后續(xù)沖突狀況的觸發(fā)和取消；

所述消息通信模塊，用于收發(fā)與外界溝通的信息；

所述處理器，用于處理執(zhí)行各功能模塊的指令；

所述存儲器，用于存儲該系統(tǒng)需要用到的各種信息。