[发明专利]一种基于拓扑地图的移动机器人混合调度方法

说明书

本发明提供一种基于拓扑地图的移动机器人混合调度方法和系统，所述混合调度方法预建立拓扑地图，并获取目标机器人、障碍物的尺寸信息和位置信息，所述方法包括如下步骤：根据机器人尺寸和位置获取机器人移动和旋转扫掠区域；获取机器人规划路径，根据机器人扫掠区域和障碍物尺寸建立几何相交判断函数；根据机器人的位置和移动方式判断机器人几何相交情况；结合几何相交状况和地图信息保持或重规划路径，本发明提供的机器人混合调度方法通过建立精确的几何相交判断函数，并通过算法深度优化执行机器人调度操作，在实现高空间利用率的基础上同时降低运算量，提高调度效率。

发明领域

本发明涉及机器人领域，特别涉及一种基于拓扑地图的机器人混合调度方法。

发明背景

现有技术中，机器人调度通常采用栅格地图进行调度，机器人栅格地图中通常采用正向搜索算法，在复杂环境下需要结合几何判断，由于机器人类型不同，机器人自身的高度，形状，偏心情况等自身参数会导致机器人几何判断的构建会非常复杂。传统的栅格地图中，节点的通行状态只需要一个二进制数就可以存储，机器人在可以通行的节点区域内任意移动和旋转，但是传统的正向搜索算法在栅格地图中无法对机器人移动的边进行计算，机器人可以通过什么样的边、以何种姿态到达指定的节点是现有技术方案中无法实现的，相比于追求高空间利用率的拓扑地图，现有技术方案的对复杂环境的机器人调度能力有限，对地图空间的利用率有限。

发明内容

本发明其中一个主要目的在于提供一种基于拓扑地图的移动机器人混合调度方法，所述混合调度方法通过拓扑地图并计算简化的几何判断方案，减少计算量的基础下可高效地处理机器人的移动方案。

本发明另一个主要目的在于提供一种基于拓扑地图的移动机器人混合调度方法，所述混合调度方法通过动态规划解空间的状态维度，建立包括但不仅限于二维坐标的解空间，还考虑机器人角度、货架角度等因素，满足复杂环境下对空间的高利用率。

本发明另一个目的在于提供一种基于拓扑地图的移动机器人混合调度方法，所述混合调度方法通过计算机器人尺寸，货架尺寸，路径精度，并且计算机器人在移动或旋转时的扫掠范围，根据机器人的位置建立移动和旋转扫掠区域的空间不等式，并结合货架位置和尺寸、路径精度建立几何相交函数，从而可以大幅提高机器人在地图上的空间利用率。

本发明另一个目的在于提供一种基于拓扑地图的移动机器人混合调度方法，所述混合调度方法根据路径规划精度中边的限宽、限高和机器人旋转或移动的几何相交函数，通过边的对比，使得机器人可以设置最合适的姿态在路径中移动，提高了地图路径的丰富度。

本发明另一个目的在于提供一种基于拓扑地图的移动机器人混合调度方法，所述混合调度方法通过增加目标移动解空间正向、逆向和横向的扩展集，并通过设置扩展集内的权重，结合集合相交函数实现路径规划的掌控。

本发明另一个目的在于提供一种基于拓扑地图的移动机器人混合调度方法，所述混合调度方法通过计算拓扑地图下的路线丰富度，根据路线丰富度设定机器人重新规划的频率和排队深度，在路线丰富度较高的情况可增加正向和反向规划的长度，并设置降低排队深度，提高重规划频率，在路线丰富度较低的情况下不再重规划，并提高排队深度，可减少调度时间的浪费，提高调度效率。

本发明另一个目的在于提供一种基于拓扑地图的移动机器人混合调度方法，所述混合调度方法在几何相交函数的基础上提供一种解锁混合调度方法，设置不同车辆的优先级，对高优先级的车辆执行避让解锁，避让函数计算每一高优先级的车辆的规划路径，在此基础上对低优先级机器人执行避让规划，从而可以大幅提高多车死锁下的解锁操作效率。

本发明另一个目的在于提供一种基于拓扑地图的移动机器人混合调度方法，所述方法可同时适用于偏心机器人和非偏心机器人，通过几何相交函数、路径规划策略、控制解锁策略使得所述方法可同时适用于多种类型的机器人，在实现高空间利用率的基础上，打破不同机器人的使用壁垒，提高机器人调度的适配性。