[發明專利]一種用于多機器人協作的路徑規劃方法及系統

有效

• 申請號: 202011129043.1
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112415997B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 吳新開;霍向
• 申請（專利權）人: 北京洛必德科技有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 北京知匯林知識產權代理事務所(普通合伙) 11794
• 代理人: 董濤

本發明提供一種用于多機器人協作的路徑規劃方法及系統。系統包括路徑規劃服務器和多個機器人。方法包括：系統初始化，獲取各個機器人的初始位置，目標位置和路徑集合，并建立機器人運行環境的全局二維柵格地圖；每個機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等設備探測環境實現周圍環境感知，并將本機位置信息和感知到的環境信息發送至路徑規劃服務器；路徑規劃服務器為機器人鎖定決策區域，并通過多機器人協作的路徑規劃方法為各個機器人選擇運動過程中的初始預測位置和優化預測位置，從而實現多機器人的協作路徑規劃。該技術方案在復雜的環境中也能夠高效、安全地做出路徑規劃，使多個機器人快速運動到目標位置。

技術領域

本發明涉及機器人路徑規劃技術領域，特別涉及一種用于多機器人協作的路徑規劃方法及系統。

背景技術

隨著機器人技術的發展與機器人智能化水平的提高，多個智能機器人協作執行任務的應用已越來越多，這就涉及多機器人系統。多機器人系統已在倉儲物流運送、餐廳酒店配送等場景中得到廣泛應用，而多機器人系統中的路徑規范方法是目前人工智能領域中的研究熱點。

目前，針對多機器人協作的路徑規劃的研究還不夠成熟,尤其缺乏即高效又安全的多機器人協作的路徑規劃方法。例如，申請號為CN201911216397.7的專利提供一種基于改進天牛須算法的多機器人路徑規劃方法，申請號為CN201910784067.1的專利提供一種基于差分進化煙花算法的多機器人協同路徑規劃方法，申請號為CN201910735725.8的專利提供一種基于先驗知識與DQN算法的多機器人路徑規劃方法，這些專利提供的多個機器人規劃路徑的方法都比較復雜，且效率較低。

發明內容

針對現有技術的上述缺陷，本發明的實施例提供一種用于多機器人協作的路徑規劃方法及系統。

第一方面，本發明實施例提供一種用于多機器人協作的路徑規劃方法，包括：包括：

S1、路徑規劃服務器對路徑規劃參數進行初始化，確定機器人的數量為n；

S2、路徑規劃服務器獲取各個機器人的初始位置、目標位置和運動路徑集合，機器人的初始運動路徑集合只包括初始位置一個路徑點；

S3、路徑規劃服務器根據各個機器人的初始位置和目標位置，建立機器人運行環境的全局二維柵格地圖，二維柵格地圖包括可通行柵格和障礙物柵格；

S4、機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探測其當前位置在當前時刻的周圍環境，并把探測到的周圍環境信息以及機器人的當前位置信息發送給路徑規劃服務器；

S5、路徑規劃服務器根據機器人的周圍環境信息、目標位置信息、運動路徑集合以及機器人的當前位置信息為機器人鎖定決策區域；當運動路徑集合中最后的(n-1)個路徑點均為同一個位置且不是目標位置時，所述決策區域設定為以機器人在當前時刻的當前位置為中心，包括左上、上、右上、左、右、左下、下，右下8處柵格位置，當前位置不再為決策區域位置，當運動路徑集合中最后的(n-1)個路徑點不為同一個位置時，所述決策區域設定為以機器人在當前時刻的當前位置為中心，包括左上、上、右上、左、當前位置、右、左下、下，右下9處柵格位置；

S6、路徑規劃服務器根據機器人的當前位置、目標位置，以及障礙物的位置，為每個機器人對應的決策區域內的每個柵格位置計算初始評價值；

S7、路徑規劃服務器根據計算出的機器人對應的決策區域內的柵格位置的初始評價值預測機器人下一時刻的初始預測位置；

S8、路徑規劃服務器據機器人的當前位置、目標位置、障礙物的位置，以及各個機器人下一時刻的初始預測位置，為每個機器人對應的決策區域內的每個柵格位置計算優化評價值；

S9、路徑規劃服務器根據計算出的機器人對應的決策區域內的柵格位置的優化評價值預測機器人下一時刻的優化預測位置；