[发明专利]一种群体机器人运动规划控制方法及系统

说明书

本发明涉及一种群体机器人运动规划控制方法及系统，该方法将路径规划和避障处理过程放在云服务器上进行处理，针对群体机器人的多种运动场景选择相应的路径规划算法，采用云平台控制模块直接与目标机器人进行通信，控制目标机器人按照规划的路径向目标点运动。与现有技术相比，本发明具有运动规划复杂度低、准确性高以及成本低等优点。

技术领域

本发明涉及机器人路径规划控制领域，尤其是涉及一种群体机器人运动规划控制方法及系统。

背景技术

随着科技的进步和社会的发展，机器人智能化和自动化的水平逐步提高，已经逐渐渗透到日常的生活中。机器人在工业和日常居家中都能出色地完成任务，减少人们的劳动负担。机器人需要在工作场景中规划出一条从初始位置到目标位置的路径，该路径应满足路径短、高效能、安全性高等一系列要求，并且必须能够避开沿途的静态和动态障碍物。同时机器人应具备一定的计算能力来实时计算最短和最安全的路线，以节省时间和储备能量。良好的机器人路径规划技术不仅可以节省大量的时间，还可以减少机器人的磨损和资本投资。由于移动机器人的路径规划具有重要的应用价值，已成为国内外的研究热点。特别是在工业中，群体机器人的运动规划控制更为复杂，因此需要新型的运动规划方法来完成工业上的各种制造任务，这对于此类群体机器人运动规划任务有重要作用。

现有的群体机器人控制一般将任务分配在云服务器中，具体机器人的路径规划控制和障碍物避让依靠机器人自身的微型处理器来实现。群体的机器人依靠自身的各自传感器和雷达来感知环境信息，由云服务器来分配每个机器人的任务，机器人之间进行多种通信，由微型处理器进行路径规划控制；现有技术很难针对不同的运动场景来设计相应的路径规划方法，使得群体机器人对于不同场景的适应性不强；此外，在没有下达指令时不能进行运动，现有的群体机器人路径规划算法难以满足不同的情况。

目前，现有的群体机器人控制存在以下不足：

1)由于当前的群体机器人依靠自身的微型处理器来实现路径规划，当路径规划的算法复杂，路径复杂，障碍物过多时，对于处理器的算力是有压力的，很可能出现运动过程中死机现象，而且如果处理器的算力不足，会导致机器人运动可能断断续续；

2)云服务器仅用来进行任务分配是过于浪费；

3)群体机器人的运动场景多种多样，需要根据不同的情况采取对应的路径规划方法；

4)机器人避让障碍物时，机器人间的相互通信过于频繁会导致处理器压力过大；

5)路径规划算法不能针对所有群体机器人的运行情况，只有在下达指令时群体机器人才会运动，目前还没有未下达指令时的运动控制算法。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供了一种运动规划复杂度低、准确性高以及成本低的群体机器人运动规划控制方法及系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

根据本发明的第一方面，提供了一种群体机器人运动规划控制方法，该方法将路径规划和避障处理过程放在云服务器上进行处理，针对群体机器人的多种运动场景选择相应的路径规划算法，采用云平台控制模块直接与目标机器人进行通信，控制目标机器人按照规划的路径向目标点运动。

优选地，所述运动场景包括布朗运动场景、队列决策场景、自动充电场景以及人机交互场景。

优选地，所述布朗运动场景的控制过程为：

群体机器人从睡眠状态中启动，初始状态为一群机器人聚集在一个固定位置；所述云平台控制模块确定每个机器人的运动优先顺序，为每个机器人规划路径，并将运动指令发送给机器人本体；所述机器人本体通过运动指令解析，驱动机器人进行运动；在运动过程中，机器人时刻判断运动过程中是否碰到障碍物，如果碰到障碍物，云平台控制模块将为其重新规划路径避开障碍物；