[发明专利]一种多移动机器人路径规划方法、系统、计算机设备及存储介质

说明书

本发明属于多移动机器人路径规划技术领域，涉及一种多移动机器人路径规划方法，将应用场景抽象为八连通栅格地图；对移动机器人进行路径规划，路径规划使用冲突搜索，底层冲突搜索使用JPS算法作为全局路径规划方法，将所有移动机器人的路径规划好之后上传至高层冲突搜索；高层冲突搜索对所有路径之间的冲突进行搜索；高层检测出冲突之后，构建冲突树；在路径发生冲突的节点给需要发生路径改变的移动机器人设置为障碍，禁止移动机器人通过该节点；移动机器人调用底层JPS算法进行路径重规划；所有冲突解决完成之后，输出路径解集，将路径下发至移动机器人。通过JPS算法和CBS算法融合，解决了四联通算法存在的路径曲折、效率低的问题。

技术领域

本发明属于多移动机器人路径规划技术领域，具体涉及一种多移动机器人路径规划方法、系统、计算机设备及存储介质。

背景技术

多移动机器人路径规划技术已经成为在离散制造车间环境中的多机器人移动避让技术的主要实现手段，随着智能工厂环境的愈加复杂和智能工厂对于多机器人系统要求的不断提高。这就要求这多机器人路径规划对工厂环境具有很好的适应性，同时能够完成多移动机器人的路径规划和多机器人的冲突避让。

在面向离散制造车间的多移动机器人路径规划技术时，制造车间针对不同种的工件会有不同种的工序，然后需要车间物流系统可以快速重构，这就意味着多移动机器人系统可以快速的完成移动机器人路径规划，并解决多移动机器人之间的路径冲突，进行移动机器人之间的避让。

离散制造车间中的多机器人路径规划技术使用冲突搜索(Conflict BaseSearch，CBS)技术。CBS是一种双层搜索技术，其底层使用A*算法进行单台移动机器人的路径规划，其高层对路径规划的路径之间的冲突进行检索，并构建约束树对产生冲突的移动机器人路径进行控制，进行移动机器人之间的冲突避让。

CBS中的底层使用四连通A*进行单移动机器人的路径规划，其缺点如下：

1.四连通A*算法中的四连通指的是在算法寻路过程中，算法只能对当前节点的前后左右四个方向进行路径检索，这样就会导致路径中所有的转折都是90°，路径存在较大曲折。

2.四连通A*算法寻路出来的路径存在多次转弯，因为在A*算法中F＝G+H，导致算法很容易检索出来多次曲折的路径。

3.A*算法效率低，在算法进行路径规划的过程中，需要对OPEN表进行多次遍历、查询和排序操作，随着算法的进行，OPEN表的容量会进一步扩大，极大的影响整个算法的速度，拖慢CBS进行多机路径规划的速度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多移动机器人路径规划方法，解决了四联通算法存在的路径曲折、效率低的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种多移动机器人路径规划方法，包括以下步骤：

步骤1、将应用场景抽象为八连通栅格地图，支持移动机器人从一个节点到该节点周边的8个节点；

步骤2、对移动机器人进行路径规划，路径规划使用冲突搜索，冲突搜索包括底层冲突搜索和高层冲突搜索；

底层冲突搜索获取八连通栅格地图，底层冲突搜索使用JPS算法作为全局路径规划方法，根据八连通栅格地图为移动机器人规划一条从起点到终点的路径；

将所有移动机器人的路径规划好之后上传至高层冲突搜索；

步骤3、高层冲突搜索对所有路径之间的冲突进行搜索；

步骤4、高层检测出冲突之后，构建冲突树，在冲突树中标记冲突发生的AGV、路径代价、发生冲突的时间和发生冲突的位置；为AGV添加约束，约束需要标记路径改变的移动机器人、发生路径冲突的位置及发生路径冲突的时间；