[发明专利]基于改进市场法的多机器人快速协同建图方法

说明书

本发明公开了一种基于改进市场法的多机器人快速协同建图方法，该方法包括：随机选择一个机器人，并生成初始主地图；机器人对环境进行扫描，对初始主地图进行迭代更新，生成新的主地图；获取新的主地图中的已知区域与未知区域之间的边界点，将边界点加入到待拍卖任务集合中；机器人竞拍待拍卖任务集合中的任务，其出价方式基于路径距离和机器人的位置，机器人将竞拍所得的任务进行排序得到任务列表，将任务列表中的第一项任务设定为当前目标点；每个机器人向各自的当前目标点行进；当到达当前目标点后，对环境进行扫描，如此循环。由此，该方法能够提升多机器人协同搜索效率，能够实现对大型室内结构化及空旷环境的高效协同搜索。

技术领域

本发明涉及多机器人协作建图技术领域，尤其涉及一种基于改进市场法的多机器人快速协同建图方法。

背景技术

SLAM(simultaneous localization and mapping，即时定位与地图构建)是移动机器人研究领域中的基本问题与研究热点，也是移动机器人实现自主导航的关键，利用多机器人解决建图问题，涉及机器视觉、信息滤波、非线性优化等领域。近年来基于多机器人协作的地图构建问题正逐渐获得越来越多的关注。与单机器人相比使用多个机器人进行协作建图具有高效、高精度、高鲁棒性以及低成本等优点，所以更加适合用于实际复杂的场景。

例如，现有技术中，已经有很多关于提高单机器人的即时定位建图精度的方法，如基于拓展卡尔曼滤波、基于粒子滤波的SLAM方法等。当有足够的时间、充分的数据及充足的算力时，我们可以更注重建图精确度，但是当情况紧急的时候，比如救灾救援、应急搜索等，我们需要在保证一定精确度的同时，尽快实现对指定区域的遍历。多机器人在行动过程中，如果发生故障，组内其他机器人可以代替故障机器人完成工作。尤其在未知环境下，执行复杂结构的大空间探索时，多机器人协同能够降低任务失败的风险。因此，使用多机器人协同SLAM可以提高搜索或探测速度，提高任务完成的效率。

在过去多机器人任务协同的研究中，研究者常基于任务量简单地将执行分配决策，而缺乏对任务环境和集群状态等信息的综合考虑。另一方面，市场法的应用也没有形成一套理论完备，流程明确的算法过程。可见，现有的方法建图效率不高，未能提供多机器人协同建图从而提高建图效率的方法。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的部分或全部技术问题，本发明提供一种基于改进市场法的多机器人快速协同建图方法。

本发明的技术方案如下：

一种基于改进市场法的多机器人快速协同建图方法，所述方法包括：

S1：初始化机器人集群，在具有多台机器人的机器人集群中随机选择其中的一个机器人，基于所述随机选择的机器人的视角使用视觉驱动算法生成初始主地图；

S2：建图，所述机器人集群中的每个机器人均对各自的环境进行扫描，基于所有扫描的环境对所述初始主地图进行迭代更新，生成新的主地图；

S3：探索，获取所述新的主地图中的已知区域与未知区域之间的边界点，将当前获取的边界点加入到待拍卖任务集合中；

S4：任务分配，遍历所述待拍卖任务集合，使得所述机器人集群中的所有机器人竞拍所述待拍卖任务集合中的任务，机器人的出价方式基于路径距离和机器人的位置，当机器人分配到任务后，机器人将竞拍所得的任务按照当前的价值进行排序以得到自己的任务列表，随后，机器人将自己任务列表中的第一项任务设定为当前目标点；

S5：执行，每个机器人独立地向各自的当前目标点行进；

S6：当机器人到达自己的当前目标点后，返回执行S2中的动作，如此循环，直到S3中没有新的边界点。

可选地，在所述S1中，还包括：初始化队伍，将所述机器人集群中的多台机器人放置于可以相互有效感知范围内的不同位置。