[发明专利]一种多机器人路径动态规划方法

摘要

本发明涉及一种多机器人路径动态规划方法，用来解决网格地图下多机器人路径动态规划问题。包括：1、根据实际情况贴设二维码标签，保证标签号唯一，方向相同，间距相等；2、记录并初始化标签号与索引序列号，形成一一对应关系；3、根据实际地图中二维码数据构建数据结构中的有向图；4、初始化相关矩阵，用以计算最短路径；5、初始化变量，将记录数据整理并填充有向图；6、Floyd算法计算最短路径；7、机器人读取到二维码进行路径请求时，增加部分图边界权值；8、机器人获取到终点总体路径并按顺序执行；9、机器人启动时降低部分图边界权值，同时增加另一部分图边界权值；以此往复，不断实现机器人的动态路径规划；本发明能很好的解决多机器人在网格地图下的路径规划问题，并且方法简单，计算量小，动态性好。

主权项

1.一种多机器人路径动态规划方法，其特征在于，该方法包括：步骤(1)：根据实际场景信息，在机器人行走空间中确定坐标系，并基于所述坐标系在行走空间中贴设二维码标签；步骤(2)：基于序列号和坐标轴之间的映射关系获取每个二维码标签的序列号；将每个二维码标签的标签序列号和二维码标签标识、二维码标签的位置坐标，对应的保存在第一映射表中；步骤(3)：对坐标系中所布设的任意两个相邻二维码标签设置有向关系二元组(权重，角度)以构成有向关系二元组集合，其中：权重为相邻二维码标签之间的距离权重，角度为相邻二维码标签之间连接的角度；步骤(4)：基于坐标系为每个二维码标签设置机器人行走数据组；所述行走数据组包括：前驱数组用于记录从第一二维码标签到第二二维码标签的路径中第二二维码标签的前驱二维码标签序列；所述前驱二维码标签序列为有序序列，包含一个或者多个前驱二维码标签，将前驱二维码标签中的每个前驱二维码标签按照从第一二维码标签行走到第二二维码标签，途径所述前驱二维码标签的路径的路径长度从小到达排序；步骤(5)：初始化有向关系二元组(权重，角度)集合；具体的：如果任意两个二维码标签之间相邻，则将所述两个二维码标签之间的权重设置为1，角度设置为1(0度)、2(90度)、3(180度)、或4(270度)；若两个二维码标签之间没有连接关系，权重和角度信息均设置为极大值；步骤(6)：机器人实时的读取当前位置所贴设的二维码标签，根据读取的二维码标签的标识以获取所述二维码标签的位置，将所述二维码标签与相邻的二维码标签所对应的有向关系二元组中的权重设置为极大值以表示与所述二维码标签相连接的路径不通，已被一机器人占领；当机器人离开所述当前位置后，将所述二维码标签与相邻的二维码标签所对应的有向关系二元组中的权重设置为1以表示与所述二维码标签相连接的路径通顺；步骤(7)：基于行走需求发出实时路径查询请求，所述路径查询请求中包括，起点位置和终点位置，根据第一映射表基于所述起点位置和终点位置获取机器人起点序列号S和所要到达的终点序列号N；基于前驱数组查找从所述起点S到终点N的第一前驱点M1，再基于前驱数组查找从起点S到第一前驱点M1的第二前驱点M2，依次基于前驱数组进行类似的查找直到前驱点为起点S时为止；将查找到的所有前驱点按照和找到的顺序相反的顺序保存起来以构成从起点S到终点N所需要经过的行走路径(S，Mn-1，Mn-2，···M1，N)；其中：所述n为行走路径的路径长度；步骤(8)：基于有向关系二元组集合对所述行走路径设置转向角度；具体的：对于行走路径中的每个单位路径，基于所述单位路径查询有向关系二元组集合，获取所述单位路径的两个端点二维码标签之间连接的角度，将所述角度添加给所述两个端点中的起始点；步骤(9)：机器人基于所述行走路径移动，从当前二维码标签所在的位置移动到行走路径中的下一二维码标签所在位置，并在每次从当前二维码标签移动到下一二维码标签时，将所述下一二维码标签所在的位置作为起点S，仍旧将目标点作为终点，重复执行上述步骤(6)以更新路径占用情况，重新执行上述步骤(7)-(8)进行实时路径查询，直到机器人移动到目标点为止。