[发明专利]一种大尺度室内环境下多清洁机器人任务分配方法

说明书

本发明公开了一种大尺度室内环境下多清洁机器人任务分配方法，包括以下步骤：全局环境分割；将分割好的子区域进行编码；设置进化代数计数器t＝1，迭代次数T，机器人的数量k，种群数目N；初始化路线P(t)，断点B(t)的选择；计算每个个体中机器人i的子周游路径H_i(i＝1，2，...k)子路径所连接的子地图面积A_i(i＝1，2，..k)之和，计算k个值中的最大值；根据目标函数记录当代种群中最好的解；遗传算子操作，得到下一代路经P(t+1)，断点B(t+1)；终止条件判断；是否达到最大迭代次数；对输出的最优解使用2‑opt算法对各个子周游路径本身进行优化。使得整个机器人系统能够以更高的效率完成任务。

技术领域

本发明属于多机器人协作技术领域，特别涉及一种多机器人任务分配方法。

背景技术

随着人工智能、传感器技术和计算机科学等学科的快速发展，使得机器人技术有了突破性的发展。在生产、生活领域，机器人代替了手工劳动、改善了生活环境、提高了工作效率。

在机器人学的早期研究阶段，移动机器人的研究重点主要是在结构设计、运动控制、导航避障等方面。近二十年来，由于机器人技术及其相关领域的大力发展，使得机器人的稳定性、实用性都得到了极大的提升。随着应用领域的不断扩张以及应用任务的日趋复杂化，使得单机器人的工作能力难以满足人们的日益增长的需求。因此，使用多个功能简单的机器人组成一个多机器人系统，以相互协作的方式来完成某些复杂的任务，成为了一个新的研究热点并引起了国内外研究者们的广泛关注。

作为实际应用典范，全覆盖路径规划技术成功地在家用清洁机器人领域得到了应用，并取得了很好的效果，使人们摆脱了重复、繁琐的清洁工作。通过与传感技术、定位技术及避障技术的结合，全覆盖路径规划技术不仅提高了清洁机器人的工作效率、减少了遍历过程中的时间与能量消耗，还使得其往智能化的方向迈进了一大步。

同其他行业一样，传统的清洁行业也面临着人口老龄化、用人成本急剧提升的局面，让单一的清洁工人更有效率是整个清洁行业都想解决的问题。作为一种新型的商业服务机器人，无人驾驶洗地车为传统清洁行业带来了全新的解决方案。相对于传统的洗地车，无人驾驶洗地车的最大优势在于其自主工作能力，使得解放驾驶人员成为真正可行的工作状态。在进行清洁工作时，管理人员可以通过远程控制，实时了解清洁情况，实现了从一人驾驶一辆洗地车，到一个人管理数台洗地车，大大减少了清洁的人工成本与管理难度，提高了工作效率与企业效益。

尽管无人洗地车的出现大大减少了人力成本，但是各机器人在执行清洁任务时，总是各自为政，缺乏规划性，所以常常导致某些区域被重复打扫，造成资源的不必要浪费。在某些大型室内环境下，由于清洁机器人的装载量和电池的电量有限，使用单个机器人很难一次性地完成给定区域的清洁工作。特别地，在某些对时间有限制的情况下，单个机器人的工作能力更是显得捉襟见肘。因此，如何合理地运用多个清洁机器人协同工作便得到人们的关注。

多机器人全覆盖路径规划作为多机器人领域的一个重要研究方向，是在单机器人全覆盖路径规划的基础上发展而来。结合多机器人系统与全覆盖路径规划技术的优势，采用多个机器人进行协作覆盖不仅可以解决单机器人覆盖时工作能力不足、抗干扰能力差以及容错力差等问题，更是极大地提高了工作效率，增加了任务执行过程中的灵活性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的主要是为了大型室内环境下多个清洁机器人协作时，提供一种任务分配方法，使得整个机器人系统能够以更高的效率完成任务。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的，依据本发明提供的一种大尺度室内环境下多清洁机器人任务分配方法，其中，包括以下步骤：

S10、将全局环境进行分割；

S20、将分割好的子区域进行编码；

S30、设置进化代数计数器t＝1，迭代次数T，机器人的数量k，种群数目N；