[发明专利]一种多移动机器人协同作业方法及系统

权利要求书

1.一种多移动机器人协同作业方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，对多移动机器人进行任务分配，各移动机器人根据所分配任务，移动到任务工作点，具体包括如下步骤：

S101,对总目标任务进行分解，得到若干个相互独立的子任务工序；

S102,根据分解得到的子任务工序，确定各子任务所需的移动机器人数量，并形成各种任务联盟；

S103,根据以前积累得到的各移动机器人完成不同工序的效益值，计算得出各移动机器人分配的子任务工序；

S104,各移动机器人根据自身初始位置和目标位置，以及邻域内移动机器人分享的位置，规划出能耗最少且避免碰撞的路径轨迹；在步骤S104中，通过设置如下控制率用于保证搬运动作的顺利完成：

u_i＝a_ij(x_i-x_j-Δij)+b_i(x_T-x_i) (3)

式中，i，j均为移动机器人的编码，x_i为移动机器人i的二维位置信息，x_j为移动机器人j的二维位置信息，x_T为最终搬运目的地二维位置信息，a_ij是值为0或1的邻接矩阵元素，若a_ij＝1表示移动机器人i与移动机器人j之间能实现通信，否则表示这两移动机器人之间不能通信，Δij是跟移动机器人尺寸以及搬运队形有关的常数，b_i的值为0或1，指移动机器人i是否知道搬运目的地二维信息；

步骤S2，多移动机器人对零部件进行协同搬运与装配动作；

步骤S3，装配完成之后，各移动机器人切换末端执行机构，执行协同加工动作。

2.根据权利要求1所述的多移动机器人协同作业方法，其特征在于，在步骤S103中，已知待加工的工件数目、各工件工序个数以及所需移动机器人个数，利用如下遗传算法把子任务工序分配给各移动机器人：

设计机器链与工序链的双层编码结构，在已知每个移动机器人加工特定工序所需代价的前提下，设置适应度函数，寻求多移动机器人协同作业的收益最大化；

利用适应度函数，初始化机器链与工序链编码，设置遗传代数与种群大小；

通过交叉、变异、选择操作，找出每一代中适应度值最大的个体；

解码并计算种群适应度值函数；

判断遗传是否达到终止条件，若没有，则继续通过交叉、变异操作选择更优的解；若已达到终止条件，则选出适应度最大的个体，通过解码工作，对应的机器链与工序链则是最终的任务分配结果。

3.根据权利要求2所述的多移动机器人协同作业方法，其特征在于，所述适应度函数为：

其中，Inc_i＝Re_i-cost_Ri (2)

i为移动机器人的编码，m为移动机器人的数量，Inc_i为移动机器人R_i完成任务的收益，Re_i为移动机器人R_i完成某项任务的回报，cost_Ri为移动机器人R_i完成任务的代价。

4.根据权利要求1所述的多移动机器人协同作业方法，其特征在于，步骤S2具体包括如下步骤：

S201,负责搬运任务的多移动机器人移动至目标地，对目标进行扫描拍照，通过共享彼此的信息，确定各自的搬运点；

S202,负责搬运任务的多移动机器人调整零部件的位姿，负责装配任务的多移动机器人实现焊接、铆接等装配动作。

5.根据权利要求1所述的多移动机器人协同作业方法，其特征在于，步骤S3具体包括如下步骤：

S301,各移动机器人移动至工作台，切换末端的夹具为磨削刀具；

S302,各移动机器人根据之前分配的任务，移动至工件旁，对需要加工的部件进行扫描拍照，并把各自信息分享给邻域内的移动机器人，各结合设计需要的三维模型，计算进刀量并规划出加工轨迹，进行加工。