[发明专利]一种基于开放动态环境多目标协同理论的AGV协作搬运方法

说明书

本发明公开了一种基于开放动态环境多目标协同理论的AGV协作搬运方法，包括：建立了包含协同感知、实时通信、轨迹规划、协同控制、主从跟随和协同避障在内的完整协同搬运技术框架。基于本发明的协同搬运技术，主从身份可以根据实际队形与相对位置在AGV之间动态分配，主车规划出由直线阶段和调整阶段组成的分段式最优路径，从车依据不同的主从跟随模式跟随主车进行运动，保持了AGV之间的相对距离不变，从而实现了协作搬运，同时在AGV运行过程中，采用不同策略协同规避动态障碍物。根据本发明，解决了多台AGV在高密度仓储环境下同时实现主从跟随、避碰避障、协同控制多个目标的协作搬运问题。

技术领域

本发明涉及多机器人协作搬运的技术领域，特别涉及一种基于开放动态环境多目标协同理论的AGV协作搬运方法。

背景技术

多机器人系统近年来得到了人们的广泛关注，相比于单个机器人系统，其拥有更好的灵活性和可靠性。多机器人协作搬运是其重要的应用之一，旨在解决单个机器人无法完成的更大或更重物体的搬运任务，因此其在生产制造、仓储物流发挥着重要作用。

目前在实际工业场景中，协作搬运技术所使用的AGV数量大多数是两台，采用主从跟随机制，很难做到根据搬运任务的复杂程度更改AGV的数目，并且主从身份在初始分配过后无法随相对位姿的变化而发生改变。现有的协作搬运流程体系大多数针对特定场景，比如单通道路径、固定路径等。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处，本发明的目的是提供一种基于开放动态环境多目标协同理论的AGV协作搬运方法，解决了多台AGV在高密度仓储环境下同时实现主从跟随、避碰避障、协同控制多个目标的协作搬运问题。为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，提供了一种基于开放动态环境多目标协同理论的AGV协作搬运方法，包括：

S1、获取实际场景的地图信息与每台AGV的实时位姿信息；

S2、建立实时通讯网络，AGV进行互相交换位姿信息；

S3、进行动态分配主车与从车；

S4、将主车规划进行分段式路线；

S5、AGV执行不同的主从跟随模式；

S6、每台AGV进行不同策略的实现协同避障，进行判断动态障碍物是否消失，当判断障碍物消失时进行之前的避障动作，并进行判断货物是否到达目标点；当判断障碍物为消失时返回步骤S2；当判断货物到达目标点时结束；当判断货物为到达目标点时，返回步骤S5。

优选的，所述步骤S3包括以行驶方向为正向和自身感知范围内其他AGV所占比重最小两个条件为准则，在运行过程中，动态选取一辆AGV作为主车，其余的AGV作为从车，AGV的主从关系根据上述两个条件的满足情况，实时发生变换。

优选的，步骤S2中主车规划行驶路线并将自身位姿和动作状态发送给从车，从车在接收到主车的行驶路线和位姿后，根据映射关系生成相应的跟随路线，并依据主车的动作状态进行跟随运动。

优选的，步骤S4中主车依据环境信息和目标点位置，在全局SLAM地图上规划与静态障碍物不冲突的最优路线方案，路线由直行阶段和调整阶段组成，在直行阶段中所有从车跟随主车做匀速直线运行，在调整阶段中AGV采用不同的主从跟随模式进行旋转运动。

优选的，步骤S5中包括直行阶段与调整阶段，在直行阶段中，存在直行主从跟随模式，所有从车保持和主车相同的速度和车头朝向方向进行直线运动，并且所有AGV之间的相互距离保持不变进而使得初始编队队形不变。

优选的，在调整阶段中，存在原地旋转主从跟随模式、绕编队内部旋转主从跟随模式、绕主车旋转主从跟随模式和绕编队外旋转主从跟随模式，主车根据路径和障碍物信息选取不同的调整模式，在调整模式中，所有AGV之间的相互距离保持不变，每次调整阶段结束后，主车的车头朝向角度指向下一相邻直行阶段的轨迹路线，所有从车的车头朝向角度与主车的车头朝向角度保持一致。