[發(fā)明專利]一種用于多機(jī)器人協(xié)作建圖的智能優(yōu)化方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010436837.6
• 申請(qǐng)日: 2020-05-21
• 公開（公告）號(hào): CN111609848B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 霍向;吳新開;馬亞龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京洛必德科技有限公司
• 主分類號(hào): G01C21/00
• 分類號(hào): G01C21/00;G06F16/29
• 代理公司: 北京知匯林知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11794
• 代理人: 董濤

1.一種用于多機(jī)器人協(xié)作建圖的智能優(yōu)化方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，進(jìn)行系統(tǒng)初始化，導(dǎo)入初始化參數(shù)；

步驟2，建立一個(gè)初始全局地圖；

步驟3，基于全局地圖，各個(gè)機(jī)器人利用視覺傳感器、超聲波傳感器、紅外傳感器和激光雷達(dá)探測(cè)當(dāng)前時(shí)刻的周圍環(huán)境；

步驟4，各個(gè)機(jī)器人利用自身的通信模塊，將在當(dāng)前時(shí)刻機(jī)器人探測(cè)到的周圍環(huán)境信息，發(fā)送到多機(jī)器人智能管理系統(tǒng)；

步驟5，判斷各個(gè)機(jī)器人是否有新探測(cè)到的可通行柵格，如果沒有新探測(cè)到的可通行柵格，則在當(dāng)前環(huán)境下全局地圖已經(jīng)創(chuàng)建完成；如果有新探測(cè)到的可通行柵格，則執(zhí)行步驟6；

步驟6，融合各個(gè)機(jī)器人建立的當(dāng)前時(shí)刻的環(huán)境對(duì)應(yīng)的全局地圖，更新初始的全局地圖；

步驟7，在更新后的全局地圖中，利用如下公式為機(jī)器人探測(cè)到的可通行邊界柵格計(jì)算一個(gè)目標(biāo)評(píng)價(jià)參數(shù)；

其中，為機(jī)器人探測(cè)到的可通行邊界柵格的目標(biāo)評(píng)價(jià)參數(shù)，，為機(jī)器人的編號(hào)，為機(jī)器人探測(cè)到的可通行邊界柵格的編號(hào)，為機(jī)器人探測(cè)到的可通行邊界柵格到機(jī)器人當(dāng)前位置所占的柵格的距離；

步驟8，根據(jù)每個(gè)機(jī)器人的電量信息，在一定電量閾值之上的機(jī)器人設(shè)置為可繼續(xù)探測(cè)機(jī)器人，同時(shí)為每個(gè)可繼續(xù)探測(cè)機(jī)器人尋找到目標(biāo)評(píng)價(jià)參數(shù)最大可通行邊界柵格；

步驟9，可繼續(xù)探測(cè)機(jī)器人尋找到目標(biāo)評(píng)價(jià)參數(shù)最大的可通行邊界柵格后，將機(jī)器人對(duì)應(yīng)的目標(biāo)評(píng)價(jià)參數(shù)最大可通行邊界柵格設(shè)置為機(jī)器人目標(biāo)位置，各個(gè)機(jī)器人以自主動(dòng)態(tài)避障的移動(dòng)方式移動(dòng)到各自的目標(biāo)位置；

步驟10，更新系統(tǒng)參數(shù)，轉(zhuǎn)到步驟3。

2.如權(quán)利要求1所述的用于多機(jī)器人協(xié)作建圖的智能優(yōu)化方法，其特征在于：

在步驟1中，所述系統(tǒng)初始化，包括：多機(jī)器人智能管理系統(tǒng)中的機(jī)器人總數(shù)量、各個(gè)機(jī)器人的運(yùn)行參數(shù)以及各個(gè)機(jī)器人當(dāng)前的位置信息；并對(duì)每個(gè)機(jī)器人進(jìn)行編號(hào)，編號(hào)為：1、…、n、…、m、…、N，其中，，為多機(jī)器人智能管理系統(tǒng)中機(jī)器人的編號(hào)，N為多機(jī)器人智能管理系統(tǒng)中的機(jī)器人總數(shù)量。

3.如權(quán)利要求1所述的用于多機(jī)器人協(xié)作建圖的智能優(yōu)化方法，其特征在于：

在步驟2中，所述初始全局地圖為二維空間地圖，二維空間地圖的范圍大小將根據(jù)機(jī)器人的滿電狀態(tài)理論最大移動(dòng)距離、多機(jī)器人智能管理系統(tǒng)存儲(chǔ)內(nèi)存空間、多機(jī)器人智能管理系統(tǒng)決策可接受計(jì)算時(shí)間，進(jìn)行設(shè)置；

基于柵格法將所述二維空間地圖設(shè)置成多個(gè)柵格，柵格大小的劃分取決于機(jī)器人的外廓大小，每個(gè)單元柵格的邊長為機(jī)器人最大外廓長度加上預(yù)設(shè)定的避障安全距離；

所述初始的全局地圖的各個(gè)柵格中除了各個(gè)機(jī)器人當(dāng)前的位置所在的柵格外都被設(shè)置是不可通行的柵格，各個(gè)機(jī)器人當(dāng)前的位置所在的柵格都被設(shè)置為可通行的柵格。

4.如權(quán)利要求1所述的用于多機(jī)器人協(xié)作建圖的智能優(yōu)化方法，其特征在于：

在步驟3中，所述探測(cè)當(dāng)前時(shí)刻的周圍環(huán)境，包括：機(jī)器人探測(cè)墻體或其他障礙物的表面信息、同時(shí)探測(cè)可以通行的區(qū)域，針對(duì)可通行區(qū)域，其所占的初始全局地圖中的柵格由不可通行的柵格更改為可通行柵格，再根據(jù)探測(cè)到的墻體或其他障礙物的表面信息，與障礙物相鄰的可通行柵格都設(shè)置為可通行邊界柵格，為機(jī)器人探測(cè)到的可通行邊界柵格進(jìn)行編號(hào)，編號(hào)為：

,其中，為機(jī)器人的編號(hào)，為機(jī)器人探測(cè)到的可通行邊界柵格中的一個(gè)柵格，I為機(jī)器人探測(cè)到的可通行邊界柵格的總數(shù)量。

5.如權(quán)利要求1所述的用于多機(jī)器人協(xié)作建圖的智能優(yōu)化方法，其特征在于：在步驟4中，所述周圍環(huán)境信息包括：時(shí)間信息、機(jī)器人當(dāng)前位置所占的柵格信息以及機(jī)器人的電量。

6.如權(quán)利要求1所述的用于多機(jī)器人協(xié)作建圖的智能優(yōu)化方法，其特征在于：

在步驟6中，所述更新初始的全局地圖，包括：全局地圖中更新機(jī)器人探測(cè)到的可通行區(qū)域?qū)?yīng)的可通行柵格，同時(shí)將各個(gè)機(jī)器人探測(cè)到的可通行柵格、可通行邊界柵格及其對(duì)應(yīng)的編號(hào)存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫。