[发明专利]一种无人餐厅自动送餐路径规划方法

权利要求书

1.一种无人餐厅自动送餐路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1:根据顾客点餐系统获取送餐小车的目标点位及送餐小车数量；

步骤S2:根据得到的目标点位及送餐小车数量，确定系统调度目标；

步骤S3:根据系统调度目标构建路径规划模型；

步骤S4:根据得到的路径规划模型规划初始规划策略；

步骤S5:根据得到初始规划策略，采用模糊算法规避实时碰撞，生成最优规划策略；

步骤S6:系统根据最优规划策略控制送餐小车执行送餐任务；

所述系统调度目标模型如下：

其中，T1(k)为第k辆送餐小车将顾客的餐品送到目标点位后回到起始位置并且无障碍行驶的实际时间；T2(k)为第k辆送餐小车在目标点位所在的支路外等待的时间；T3(k)为第k辆送餐小车与其他小车发生冲突时行驶的实际时间；m表示送餐小车组中送餐小车的辆数；

所述路径规划模型包括送餐小车完成所述送餐路径所用时间的目标函数、所述目标函数的约束条件以及决策变量；

所述步骤S3具体为：

步骤S31：送餐小车组中第k辆送餐小车无障碍送餐往返全程的时间函数如下式：

其中，X(k)_ij为决策变量，当第k辆送餐小车有送餐任务(i,j)时，取值为1，否则，为0；l_ij为送餐小车从出发点到目标点位(i,j)的距离以及从目标点位(i,j)回到出发点的距离之和；v为送餐小车的运行速度；t1为顾客取餐的实际时间，a为支路的数目，b为每条支路上目标点位的个数，此处a＝4，b＝5，即4条支路，每条支路上有5个目标点位，

步骤S32：送餐小车组中每辆送餐小车一次只能获取一个目标点位

其中，X(k)_ij为决策变量，当第k辆送餐小车有送餐任务(i,j)时，取值为1，否则，为0，

步骤S33：送餐小车组中第k辆送餐小车在目标点位(i,j)所在的支路外等待的时间函数如下式：

其中，Y(k)_ij为决策变量，t2为送餐小车的目标点位的支路上有其他送餐小车时的等待的实际时间；

步骤S34：送餐小车组中第k辆送餐小车在目标点位(i,j)所在支路外是否要等待的约束条件为：

其中，Y(k)_ij为决策变量，当第k辆送餐小车的目标点位(i,j)所在支路被占用时，取值为1，否则，为0；

步骤S35：送餐小车组中第k辆送餐小车与其他送餐小车避免碰撞的行驶时间函数如下式：

其中，P(k)_i′为决策变量，t3为在安全范围内为避免与其他送餐小车的碰撞而行驶的实际时间，c为节点数目，此处c＝8；

步骤S36：决策变量的约束条件为：

P(k)_i′∈{0，1} (7)

其中P(k)_i′为决策变量，当送餐小车组中第k辆送餐小车在节点i’处发生避障行为时，取值为1，否则，为0。

2.根据权利要求1所述的一种无人餐厅自动送餐路径规划方法，其特征在于，所述的模糊算法具体为：

步骤S51:确定模糊算法中的输入和输出量，确定两个输入量，对应送餐小车雷达传感器采集到的距离信息和方位信息，距离信息即与其他送餐小车之间的距离，用D表示，其模糊语言变量为{近，中，远}，用{Near，Med，Far}表示，论域为[0.1米，0.45米]，方位信息即其他送餐小车相对于第K辆送餐小车的方位，用θ表示，其模糊语言变量为{左前、正前、右前}，用{LF、F、RF}表示，论域为[-90°，+90°]，一个输出量，即送餐小车在避让过程中的行驶速度，用v表示，其模糊语言变量为{慢速，中速，快速}，用{S，M，F}表示，论域为[0,5cm/s]，

步骤S52:当送餐小车之间的距离较近时，送餐小车根据其他小车的分布并且结合预设模糊规则做出合理的决策，送餐小车通过获得的距离、方位信息结合模糊规则，做出相应的速度调整，实现送餐小车之间的相互避障。