[發(fā)明專利]一種基于拓?fù)涞貓D的移動(dòng)機(jī)器人混合調(diào)度方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010711872.4
• 申請(qǐng)日: 2020-07-22
• 公開（公告）號(hào): CN111813124B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈洋;胡志光;李衛(wèi)君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江邁睿機(jī)器人有限公司
• 主分類號(hào): G05D1/02
• 分類號(hào): G05D1/02
• 代理公司: 杭州裕陽(yáng)聯(lián)合專利代理有限公司 33289
• 代理人: 姚宇吉

1.一種基于拓?fù)涞貓D的移動(dòng)機(jī)器人混合調(diào)度方法，所述混合調(diào)度方法預(yù)建立拓?fù)涞貓D，并獲取目標(biāo)機(jī)器人、障礙物的尺寸信息和位置信息，其特征在于所述方法包括如下步驟：

根據(jù)機(jī)器人尺寸和位置獲取機(jī)器人移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)掃掠區(qū)域；

獲取機(jī)器人規(guī)劃路徑，根據(jù)機(jī)器人掃掠區(qū)域和障礙物尺寸建立幾何相交函數(shù)；

根據(jù)機(jī)器人的位置和移動(dòng)方式判斷機(jī)器人幾何相交情況；

結(jié)合幾何相交狀況和地圖信息保持或重規(guī)劃路徑；

根據(jù)地圖中可到達(dá)節(jié)點(diǎn)總數(shù)和可通行單向線段和雙向線段數(shù)判斷地圖路線豐富度，其中路線豐富度判斷公式為：

其中(4)式中D為路線豐富度，N為可到達(dá)節(jié)點(diǎn)總數(shù)，L_單和L_雙分別為可通行單向線段和雙向線段數(shù)，α為折扣系數(shù)，α取值為：0＜α≤1，根據(jù)D值確定路線重規(guī)劃頻率和排隊(duì)深度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于拓?fù)涞貓D的移動(dòng)機(jī)器人混合調(diào)度方法，其特征在于，在根據(jù)機(jī)器人相交函數(shù)判斷機(jī)器人相交情況之前，根據(jù)兩個(gè)機(jī)器人的位置建立松不等式，若兩個(gè)機(jī)器人位置關(guān)系不滿足松不等式，則判斷機(jī)器人不相交，其中所述松不等式如下：

為移動(dòng)中心的坐標(biāo)，r_max是位移中心離機(jī)器人矩形四個(gè)角點(diǎn)的距離最大值，x_right,x_left,y_top,y_bottom分別是區(qū)域中x,y坐標(biāo)取值范圍，兩個(gè)機(jī)器人的位移中心坐標(biāo)若不滿足不等式(1)或不等式(2)，則判斷機(jī)器人不相交。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于拓?fù)涞貓D的移動(dòng)機(jī)器人混合調(diào)度方法，其特征在于，獲取移動(dòng)機(jī)器人所在位置的角度和貨架角度，通過啟發(fā)函數(shù)計(jì)算機(jī)器人移動(dòng)至鄰近節(jié)點(diǎn)的可行性和行使代價(jià)，并根據(jù)機(jī)器人類型和負(fù)載建立多維度的Open集，Open集的解空間為state＝[id,θ,δ]，其中id是節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)，θ是移動(dòng)機(jī)器人的角度，δ是負(fù)載時(shí)貨架的角度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于拓?fù)涞貓D的移動(dòng)機(jī)器人混合調(diào)度方法，其特征在于，根據(jù)機(jī)器人在Open集解空間中的最優(yōu)解節(jié)點(diǎn)建立正向、逆向、橫向移動(dòng)的Open集的第一擴(kuò)展集，以及機(jī)器人和貨架在該節(jié)點(diǎn)順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的Open集的第二擴(kuò)展集。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于拓?fù)涞貓D的移動(dòng)機(jī)器人混合調(diào)度方法，其特征在于，調(diào)度過程中建立旋轉(zhuǎn)角度變化和旋轉(zhuǎn)權(quán)重關(guān)系函數(shù)，設(shè)置關(guān)系函數(shù)為如下凸函數(shù)：

其中(3)式中r是旋轉(zhuǎn)角度和90°的比值，w₀為預(yù)設(shè)旋轉(zhuǎn)90°的權(quán)重，weight為旋轉(zhuǎn)權(quán)重，θ為機(jī)器人旋轉(zhuǎn)角度，根據(jù)式(3)篩除open集擴(kuò)展集中的非一步到位的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，用于增加一步到位的旋轉(zhuǎn)偏好。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于拓?fù)涞貓D的移動(dòng)機(jī)器人混合調(diào)度方法，其特征在于，根據(jù)拓?fù)涞貓D建立正則角度的移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)方案，計(jì)算正則角度的移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)方案中機(jī)器人的掃掠區(qū)域，并對(duì)不同的機(jī)器人的掃掠區(qū)域聯(lián)立不等式組，根據(jù)聯(lián)立的不等式組判斷機(jī)器人之間的相交情況。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于拓?fù)涞貓D的移動(dòng)機(jī)器人混合調(diào)度方法，其特征在于，獲取靜態(tài)貨架位置、角度和幾何結(jié)構(gòu)信息，根據(jù)機(jī)器人掃掠區(qū)域判斷機(jī)器人和靜態(tài)貨架之間的相交狀況。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于拓?fù)涞貓D的移動(dòng)機(jī)器人混合調(diào)度方法，其特征在于，獲取地圖障礙物的限高、限寬以及地圖節(jié)點(diǎn)的附加障礙點(diǎn)位置，采用幾何相交函數(shù)計(jì)算移動(dòng)機(jī)器人的和地圖障礙物以及附加障礙點(diǎn)的相交狀況，根據(jù)計(jì)算結(jié)果規(guī)劃路徑。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于拓?fù)涞貓D的移動(dòng)機(jī)器人混合調(diào)度方法，其特征在于，若D3，則增加已規(guī)劃?rùn)C(jī)器人正向路徑規(guī)劃代價(jià)，并大幅增加反向路徑的規(guī)劃代價(jià)，同時(shí)降低同向路徑的排隊(duì)深度，提高重規(guī)劃頻率；

若D3，則不再增加已規(guī)劃?rùn)C(jī)器人正向路徑規(guī)劃代價(jià)，并小幅增加反向路徑規(guī)劃代價(jià)，提高同向路徑的排隊(duì)深度，禁止機(jī)器人執(zhí)行重規(guī)劃。