[发明专利]基于邻域约束的空地异构机器人系统路径规划方法有效

专利信息
申请号: 201610349120.1 申请日: 2016-05-24
公开(公告)号: CN106020189B 公开(公告)日: 2018-10-16
发明(设计)人: 陈洋;谭艳平;吴怀宇;程磊;姜明浩;龙文 申请(专利权)人: 武汉科技大学
主分类号: G05D1/02 分类号: G05D1/02;G05D1/10
代理公司: 湖北武汉永嘉专利代理有限公司 42102 代理人: 胡琳萍
地址: 430081 湖北*** 国省代码: 湖北;42
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摘要: 发明涉及了一种基于邻域约束的空地异构机器人系统路径规划方法,异构机器人系统由至少一台地面移动机器人和至少一台空中飞行机器人组成;其特征在于:地面移动机器人和空中飞行机器人同时从起点出发,依次访问N个子任务点执行子任务,最后共同到达目的地;本发明考虑各子任务点的位置允许在一定邻域内有效,模引入了邻域约束。此外还考虑了空中飞行机器人和地面移动机器人各自最大速度约束。本发明能够保证空地异构机器人系统充分利用各自特点实现优势互补,在一定的邻域范围内完成任务,提高了路径规划的效率,节约资源,可应用于海上合作快速救援、目标识别与通信组网、协作环境感知与定位等领域,因而具有广泛的应用前景。
搜索关键词: 基于 邻域 约束 空地 机器人 系统 路径 规划 方法
【主权项】:
1.一种基于邻域约束的空地异构机器人系统路径规划方法,异构机器人系统由至少一台地面移动机器人和至少一台空中飞行机器人组成;其特征在于:地面移动机器人和空中飞行机器人同时从起点出发,依次访问N个子任务点执行子任务,最后共同到达目的地;为了节省能量,地面移动机器人在设定时间段充当移动平台载着空中飞行机器人运动,当接收到子任务时,空中飞行机器人从地面移动机器人上自主起飞去执行所述子任务,完成子任务后空中飞行机器人再返回地面移动机器人补充能量,并陪同地面移动机器人一起运动继续完成下一个子任务;空中机器人在前往执行某个子任务时,与其搭配的地面移动机器人持续前进以与空中飞行机器人协调同步;全部任务完成后,所有空中飞行机器人均返回并降落在各自搭配的地面移动机器人上;在此过程中需要计算出地面移动机器人的路径点,以及飞行机器人从地面机器人平台上起飞,执行完所有子任务后再返回的整个航迹点;通过引入二值变量对各个子任务点依次访问,然后分别建立地面机器人和空中机器人的运动约束,以完成对所有子任务点访问的总时间最小为目标函数建立混合整数规划模型;所述设定时间段设置为整个任务过程中空中飞行机器人执行子任务之外的时间段,且以空地双方能够相互识别和定位为前提,每次空中飞行机器人执行子任务的时间须小于其自身最大滞空时间。
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