[发明专利]机器人集群的路径规划方法和装置

说明书

本发明提供一种机器人集群的路径规划方法和装置，所述方法包括以下步骤：S1，获取机器人集群工作场景的环境地图；S2，开始总规划时间的计时，并进入一轮路径规划循环，在一轮路径规划循环中执行步骤S3至S7；S3，获取机器人集群中每个机器人的位置数据；S4，对机器人集群进行任务分配，以确定N个具有服务目标的待规划机器人；S5，选定第i个待规划机器人，将除了该待规划机器人之外的机器人作为障碍物添加到环境地图；S6，基于更新后的环境地图，为第i个待规划机器人设置动态目标点，并对其进行路径规划；S7，完成N个待规划机器人的路径规划后，等待第一预设时间，返回步骤S3；S8，在总规划时间达到第二预设时间时，结束路径规划循环。

技术领域

本发明涉及机器人控制技术领域，具体涉及一种机器人集群的路径规划方法和一种机器人集群的路径规划装置。

背景技术

随着机器视觉、自动控制及人工智能等技术的发展，机器人应用技术也已取得了较大进步。目前，机器人已被应用于多种场合，达到节省人力、提高工作效率、避免人工操作的危险等目的。尤其是机器人集群技术，通过多机器人同时工作或协同工作，进一步提高了工作效率。

对于机器人集群的控制涉及到多个机器人的路径规划问题，通过路径规划，可实现机器人在行进时避障和尽可能快的到达目标位置。然而目前在对于机器人集群中的多个机器人进行路径规划时，一些规划方式虽然能够避免机器人与工作环境中的障碍物发生碰撞，但是难以避免机器人与其他机器人发生碰撞；另一些规划方式针对性地设计了一种交通管制的策略，设置交通管制区域，并以复杂的交通规则来约束每个机器人的行进规则，这无疑大大增加了规划难度，而且在机器人的工作环境或部分机器人的状态因故障等原因发生变化后，既定的交通管制的策略会失效，需要再次耗费大量的时间和算力来重新设计。

此外，目前的机器人路径规划方式下机器人的行驶效率低、耗时长。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了一种机器人集群的路径规划方法和装置，能够有效防止机器人之间发生碰撞，保障机器人集群的安全稳定运行；无需设计复杂的交通管制策略，简单方便、易实施、适用性广；能够提高机器人的行驶效率，缩短机器人的行驶时间。

本发明采用的技术方案如下：

一种机器人集群的路径规划方法，包括以下步骤：S1，获取所述机器人集群工作场景的环境地图，其中，所述环境地图包括所述机器人集群工作场景中障碍物的信息；S2，开始总规划时间的计时，并进入一轮路径规划循环，在一轮路径规划循环中执行步骤S3至S7；S3，获取所述机器人集群中每个机器人的位置数据；S4，对所述机器人集群进行任务分配，以确定所述机器人集群中N个具有服务目标的待规划机器人，其中，N个所述待规划机器人与N个服务目标一一对应，N为大于1的整数；S5，选定第i个待规划机器人，将所述机器人集群中除了所述第i个待规划机器人之外的所有机器人作为障碍物添加到所述环境地图中，以更新所述环境地图，其中，1≤i≤N，且i为整数；S6，基于更新后的环境地图，为所述第i个待规划机器人设置动态目标点，并对所述第i个待规划机器人进行从当前位置到所述动态目标点的路径规划，以及控制所述第i个待规划机器人沿规划的路径驶向所述动态目标点，其中，所述动态目标点在以所述第i个待规划机器人的当前位置和所述第i个待规划机器人对应的服务目标的位置作为两个端点的线段上；S7，对于N个所述待规划机器人均执行步骤S5至S6，直到完成N个所述待规划机器人的路径规划后，等待第一预设时间，返回步骤S3，以进入下一轮路径规划循环；S8，在所述总规划时间达到第二预设时间时，结束路径规划循环。

所述机器人集群中的每个机器人均与中央节点连接，通过所述中央节点执行步骤S1至S8。

步骤S4具体包括：构建代价函数，其中，所述代价函数以所述机器人集群中的机器人到服务目标的总花费时间最小为目标；在预设约束条件下求解所述代价函数，以确定N个所述待规划机器人与N个所述服务目标之间的对应关系。