[发明专利]基于缓冲区的多移动机器人路径冲突解决方法

说明书

技术领域

本发明属于移动机器人领域，尤其是一种基于缓冲区的多移动机器人路径冲突解决方法。

背景技术

在利用多个移动机器人运输货物时，经常会发生移动机器人路径冲突的情况，所谓的移动机器人路经冲突就是指两个以上的移动机器人同时抢占同一个位置。解决多移动机器人路经冲突的方法一般有以下三种：交通规则法、速率调整法和优先级法。所谓交通规则法也称为红绿灯法，当遇到交叉路口时，用红绿灯控制行人对于交叉路口的通行。所谓速率调整法也是一种用于运动协调的方法，速率调整包括减缓速度、调整速度方向和停止运行，当两个移动机器人以相反的方向挤在一个狭窄的过道里，此时，可以通过一定的策略让一个移动机器人由前进方向改为倒退方向，退回到开阔的空间完成协调。所谓优先级法是预先设置所有人的优先级别，当冲突出现时，高优先级的人有权指挥低优先级的人让路，高优先级人的路径作为低优先级人路径规划时的障碍。

以上三种解决多移动机器人路经冲突的方法都有一个共同的特点，不论冲突区是大还是小，一旦冲突出现时，整个冲突区都将被占用。如果是交通规则法，将是整个交叉路口被占用；如果是速率法，也是整个狭窄的过道被占用；如果是优先级法，也是高优先级移动机器人的路经作为低优先级移动机器人路经的障碍，这样，当冲突区面积比较大时，一方长时间等待另一方，必然影响运行效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、效率高且实现简便的基于缓冲区的多移动机器人路径冲突解决方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于缓冲区的多移动机器人路径冲突解决方法，包括调度服务器内的主线程以及并行执行的规划线程、避碰线程和执行线程，

所述的主线程包括以下步骤：

步骤A1：主线程初始化网状路径图；

步骤A2：主线程实时接收移动机器人当前位置的命令反馈信息，根据反馈信息实时更新网状路径图；

所述的规划线程包括以下步骤：

步骤B1：规划线程检测到有存取货物任务时，获取起始点和目标点信息并将任务划分若干个子任务，每个子任务又设有各自的起始点和目标点，每个子任务可以是空车移动子任务或负载移动子任务；

步骤B2：规划线程根据负载移动子任务的起始点、目标点及输入参数使用图搜索法输出当前子任务的密集存储区域任务路径；

步骤B3：规划线程判断该负载移动子任务目标点是否被上一个的任务释放掉，如果已经被释放，则进入步骤B4，否则等待释放；

步骤B4：规划线程使用携带移动机器人行走方向及排序特征的任务编号标记每个任务路经；

步骤B5：规划线程标记完所有任务路径后，将标记后的任务送入路段调度队列，返回步骤B2；

所述的路段调度线程包括以下步骤：

步骤C1：路段调度队列中的各个任务抢占资源变量；

步骤C2：当前任务路径是否全部分配完成，如果完成，删除当前任务；否则，转入步骤C3；

步骤C3：路段调度线程每隔一段时间获取机器人当前位置信息，根据信息判断是否进入下一个任务的临界区，如果还未进入下一个任务的临界区则返回步骤C3，如果已经进入下一个任务的临界区，则转入步骤C4；

步骤C4：当机器人进入临界区以后，路段调度线程探测路径前方是否找到带可用缓冲区的路段或是否到达终点；

步骤C5：路段调度线程根据探测结果，定义移动机器人可占用路段：

步骤C6：将该任务加入到执行队列中，返回步骤C1；

所述的执行线程包括以下步骤：

步骤D1：执行线程完成移动机器人行走路线的转义命令；

步骤D2：执行队列等待转义后的命令；

步骤D3：判断是否有未发送出去的命令；

步骤D4：给移动机器人发送命令；

步骤D5：返回步骤D1。

而且，所述主线程建立初始化网状路径图的方法包括以下处理过程：

⑴获得密集存储区域的存储位图纸；

⑵建立存储点：取每个存储位中心点作为存储点；

⑶建立路点：在巷道上与存储点区域大小相同的可行走区域的中心点作为路点，该路点沿直线方向在与其姿态相同的临近路点区域以外；

⑷建立连通性：将具有连通性的两个相邻点进行连线构成初始化网状路径图。

而且，所述主线程接收到移动机器人当前位置的命令反馈信息后，立即释放上一个路点所在路段。

而且，所述路段调度线程步骤C5的具体处理方法为：