一種多障礙空間多agv機(jī)器人協(xié)作防碰撞路徑優(yōu)化方法
【專利摘要】AGV機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)部物流應(yīng)用越來(lái)越廣泛。本發(fā)明公開(kāi)了一種多障礙空間下生產(chǎn)車間中內(nèi)部物流運(yùn)輸多AGV機(jī)器人協(xié)作防碰撞路徑優(yōu)化方法。以車間環(huán)境實(shí)時(shí)二維動(dòng)態(tài)模型為基礎(chǔ)，以機(jī)器人自身為原點(diǎn)建立車間二維坐標(biāo)圖并網(wǎng)格化，基于網(wǎng)格化二維坐標(biāo)系計(jì)算網(wǎng)格交叉點(diǎn)之間的連通性，利用最短連通路徑方法計(jì)算各個(gè)機(jī)器人到達(dá)目標(biāo)位置最優(yōu)路徑；隨后，比較路徑庫(kù)中各機(jī)器人規(guī)劃路徑，避免路徑交叉，從而指導(dǎo)機(jī)器人碰撞避免。通過(guò)本發(fā)明的方法，可以在多障礙生產(chǎn)空間中快速規(guī)劃出多AGV機(jī)器人防碰撞協(xié)同路徑，減少?gòu)?fù)雜路徑規(guī)劃算法帶來(lái)的計(jì)算時(shí)間，實(shí)現(xiàn)高效的任務(wù)協(xié)作，在現(xiàn)實(shí)的多機(jī)器人工作車間中具有使用的實(shí)際意義。
【專利說(shuō)明】
一種多障礙空間多AGV機(jī)器人協(xié)作防碰撞路徑優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及多機(jī)器人協(xié)作路徑優(yōu)化領(lǐng)域，特別的涉及到一種最優(yōu)碰撞避免路徑優(yōu) 化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 多AGV機(jī)器人協(xié)作是指在同一個(gè)工作空間中同時(shí)存在多個(gè)機(jī)器人一起運(yùn)作，并且 每一個(gè)機(jī)器人的運(yùn)作和其它機(jī)器人之間的工作是互不干預(yù)的。一旦在同一個(gè)狹窄的工作空 間中同時(shí)存在多個(gè)機(jī)器人工作，有可能會(huì)導(dǎo)致機(jī)器人之間的相互碰撞，從而導(dǎo)致生產(chǎn)車間 的生產(chǎn)混亂和造成不必要的損失。
[0003] 目前，國(guó)內(nèi)外的研究中，最優(yōu)多機(jī)器人協(xié)作防碰撞路徑優(yōu)化一般采用蟻群算法，遺 傳算法或是一些神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，但是這些算法會(huì)帶來(lái)一些比較大的計(jì)算消耗，因此對(duì)機(jī)器 人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的硬件要求也就比較高，會(huì)造成成本的額外消耗。
[0004] 針對(duì)上述所說(shuō)的現(xiàn)有的防碰撞技術(shù)在多機(jī)器人的碰撞避免中的實(shí)現(xiàn)的操作性差、 適用性不強(qiáng)、路徑優(yōu)化的算法消耗大、機(jī)器人結(jié)構(gòu)成本比較高等問(wèn)題，本發(fā)明提出一種多 AGV機(jī)器人協(xié)作路徑優(yōu)化方法，對(duì)得到的環(huán)境圖像建立網(wǎng)格化的二維坐標(biāo)系。通過(guò)計(jì)算本身 機(jī)器人、目標(biāo)位置、網(wǎng)格交叉點(diǎn)之間的連通性，規(guī)劃出一條多機(jī)器人協(xié)作的路徑，再和建立 的優(yōu)化路徑庫(kù)中其它機(jī)器人規(guī)劃出的路徑進(jìn)行比較，從而優(yōu)化多機(jī)器人協(xié)作防碰撞路徑。 這種方法實(shí)現(xiàn)較為簡(jiǎn)單、易于操作，并且使用網(wǎng)格化的連通點(diǎn)規(guī)劃路徑的方法，相比于使用 計(jì)算量消耗較大的蟻群算法和遺傳算法等智能化方式，可降低硬件成本，并且實(shí)現(xiàn)效果好， 能夠有效的在多機(jī)器人協(xié)作中的行進(jìn)路徑優(yōu)化中得到很好的應(yīng)用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0006] -種多機(jī)器人協(xié)作路徑優(yōu)化方法，所述的方法包括如下步驟：
[0007] 步驟1:對(duì)獲取的機(jī)器人所處環(huán)境的圖像信息進(jìn)行網(wǎng)格化二維重構(gòu)，再現(xiàn)機(jī)器人所 處的環(huán)境網(wǎng)格化模型。
[0008] 步驟2:在網(wǎng)格化圖像基礎(chǔ)上以自身機(jī)器人為原點(diǎn)建立一個(gè)x，y二維坐標(biāo)系，并且 建立一個(gè)優(yōu)化路徑庫(kù)，作為多機(jī)器人各自建立的最優(yōu)路徑進(jìn)行交叉碰撞檢測(cè)。
[0009] 步驟3:在建立的x，y二維坐標(biāo)系中，計(jì)算獲取網(wǎng)格化的交叉點(diǎn)和本身機(jī)器人所在 位置坐標(biāo)、目標(biāo)位置之間的連通性，從而計(jì)算出機(jī)器人自身到目標(biāo)位置的最優(yōu)碰撞避免路 徑，并為計(jì)算出的最優(yōu)路徑以位移大小為權(quán)值設(shè)置優(yōu)先權(quán)，將路徑信息存放在優(yōu)化路徑?jīng)Q 策庫(kù)中。比較各個(gè)避碰路徑。
[0010] 進(jìn)一步的，步驟1中，對(duì)獲取的環(huán)境圖像進(jìn)行二維網(wǎng)格化重構(gòu)，識(shí)別出圖像中各個(gè) 物體，獲得目標(biāo)位置和其它機(jī)器人位置信息，障礙物的位置信息。
[0011] 網(wǎng)格化的密度可依據(jù)所處空間環(huán)境進(jìn)行設(shè)置，在障礙物密集，空間狹小的環(huán)境中， 理論上網(wǎng)格化密度也應(yīng)該越高，多協(xié)作路徑優(yōu)化效果越好，但是隨之計(jì)算的計(jì)算量也增加， 因此網(wǎng)格化密度應(yīng)該保持適中。以下給出了網(wǎng)格化密度計(jì)算的公式：
[0012]網(wǎng)格化密度P =障礙物所占空間大小/工作空間總大小*0.4*100%
[0013] 進(jìn)一步的，步驟2中，對(duì)獲取的網(wǎng)格化的環(huán)境模型圖像進(jìn)行x，y二維坐標(biāo)系建模，包 括以下幾個(gè)步驟：
[0014] 步驟2.1:建立x，y二維坐標(biāo)系，標(biāo)記其他機(jī)器人和目標(biāo)所處位置。
[0015] 步驟2.2:計(jì)算出每一個(gè)網(wǎng)格交叉點(diǎn)在X，y二位坐標(biāo)系中的坐標(biāo)信息。
[0016] 步驟2.3:對(duì)于圖像中的不規(guī)則障礙物，直接使用一個(gè)八階擬合的橢圓或者圓形圖 像對(duì)障礙物進(jìn)行包圍，以便之后的最優(yōu)路徑計(jì)算能夠避開(kāi)障礙物。
[0017] 進(jìn)一步的，步驟3中，計(jì)算機(jī)器人、目標(biāo)位置以及網(wǎng)格交叉點(diǎn)之間的連通性，從而計(jì) 算出最優(yōu)路徑?jīng)Q策的方法，計(jì)算機(jī)器人到目標(biāo)位置的最優(yōu)路徑?jīng)Q策的方法具體包括路徑規(guī) 劃，路徑優(yōu)化。
[0018] 所述路徑規(guī)劃包含以下步驟：
[0019] 步驟3.1.1:記自身機(jī)器人所在位置坐標(biāo)為Θ = (a，b)，目標(biāo)位置坐標(biāo)為G = (m，n)， 網(wǎng)格點(diǎn)記力備.=.i € i￥'障礙物區(qū)域記為Ω，連通路徑記為一個(gè)二維向量，
[0020]
[0021] 步驟3.1.2:以本身機(jī)器人所在位置為圓心，半抒力r=i^_2p，PHA中β是調(diào)整 因子，按照右手法則掃描周邊網(wǎng)格點(diǎn)瑪，氣€ Q。計(jì)算本身機(jī)器人到下一跳節(jié)點(diǎn)歐式距離，
[0022]
[0023] 步驟3.1.3:選擇最佳的連通路徑，使用貪婪路由轉(zhuǎn)發(fā)算法選擇下一跳節(jié)點(diǎn)位置， 即是下一跳的節(jié)點(diǎn)距離目標(biāo)位置是最小的。
[0024]
[0025] 步驟3.1.4:選取最佳的下一跳節(jié)點(diǎn)之后加入到連通路徑向量。
[0026]
[0027]步驟3.1.5:跳轉(zhuǎn)到步驟3，重復(fù)操作，直到到達(dá)目的位置。
[0028]步驟3.1.6:計(jì)算機(jī)器人連通路徑總的位移，作為一個(gè)優(yōu)先權(quán)值，距離越小，優(yōu)先權(quán)
越大。
[0029]
[0030] 所還路牷優(yōu)化包貧以卜步驟：
[0031 ]步驟3.2.1:在所建立的路徑庫(kù)中比較每個(gè)機(jī)器人所建立的路徑，檢查是否有路徑 交叉。
[0032] 步驟3.2.2:若在點(diǎn)(?*?)路徑交叉，計(jì)算在該點(diǎn)處是否會(huì)發(fā)生碰撞，設(shè)AGV 小車車身長(zhǎng)度為L(zhǎng)，行駛速度為V1，使用小車行駛到碰撞交叉點(diǎn)位置所用的時(shí)間來(lái)判斷是否 會(huì)發(fā)生碰撞，貝1J有
[0033]
[0034]比較T1，若是交叉路徑的小車之間^辛。，則證明小車在經(jīng)過(guò)交叉點(diǎn)時(shí)不會(huì)發(fā)生碰 撞，可按照規(guī)劃路徑直接行走。否則跳到步驟3.2.3。
[0035] 步驟3.2.3:建立一個(gè)停等機(jī)制，在小車行駛到碰撞點(diǎn)的時(shí)候進(jìn)行權(quán)值比較，ω i< Wj，則COi優(yōu)先權(quán)較大，小車優(yōu)先通過(guò)。并且對(duì)于COj，進(jìn)行一次優(yōu)先權(quán)值調(diào)整，ω?+1= γ c〇i， 〇〈γ〈?，其中γ為權(quán)值的調(diào)整因子。
[0036] 若在小車等待的時(shí)間段內(nèi)又有一個(gè)優(yōu)先權(quán)比較大的小車通過(guò)碰撞點(diǎn)，則小車?yán)^續(xù) 對(duì)步驟3.2.3進(jìn)行迭代，修改等待中的小車權(quán)值，從而對(duì)小車的路徑進(jìn)行了優(yōu)化。
[0037] 通過(guò)本發(fā)明的方法，可以在多機(jī)器人協(xié)同工作生產(chǎn)空間中實(shí)現(xiàn)高效的路徑規(guī)劃， 優(yōu)化各個(gè)機(jī)器人之間協(xié)作路徑，減少由于復(fù)雜的計(jì)算方法帶來(lái)的計(jì)算時(shí)間，該方法碰撞避 免程度高、已于操作實(shí)現(xiàn)，在現(xiàn)實(shí)的多機(jī)器人工作車間中具有使用的實(shí)際意義，同時(shí)，通過(guò) 環(huán)境采集過(guò)程，可以實(shí)時(shí)了解各個(gè)機(jī)器人實(shí)時(shí)位置信息，加強(qiáng)了機(jī)器人協(xié)作路徑的優(yōu)化，指 導(dǎo)機(jī)器人高效率的協(xié)同工作。
【附圖說(shuō)明】
[0038] 圖1為多機(jī)器人協(xié)作路徑優(yōu)化流程圖。
[0039]圖2為網(wǎng)格化的x，y二維坐標(biāo)模型圖。
[0040]圖3為多機(jī)器人協(xié)作路徑優(yōu)化的路徑庫(kù)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041 ]附圖僅用于示例性說(shuō)明，不能理解為對(duì)本專利的限制；
[0042]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0043] -種多機(jī)器人協(xié)作路徑優(yōu)化方法，如圖1所示包括以下步驟：
[0044] 步驟1:對(duì)獲取的機(jī)器人所處環(huán)境的圖像信息進(jìn)行網(wǎng)格化二維重構(gòu)，再現(xiàn)機(jī)器人所 處的環(huán)境網(wǎng)格化模型。
[0045] 步驟2:在網(wǎng)格化的圖像中，以自身機(jī)器人為原點(diǎn)建立一個(gè)x，y二維坐標(biāo)系，標(biāo)記自 身機(jī)器人、目標(biāo)以及網(wǎng)格交叉點(diǎn)的坐標(biāo)位置，并且建立一個(gè)路徑庫(kù)，作為多機(jī)器人各自建立 的最優(yōu)路徑進(jìn)行交叉碰撞檢測(cè)。
[0046] 步驟3:在建立的x，y二維坐標(biāo)系中，計(jì)算獲取網(wǎng)格化的交叉點(diǎn)和本身機(jī)器人所在 位置坐標(biāo)、目標(biāo)位置之間的連通性，從而計(jì)算出機(jī)器人自身到目標(biāo)位置的最優(yōu)碰撞避免路 徑，并為計(jì)算出的最優(yōu)路徑以位移大小為權(quán)值設(shè)置優(yōu)先權(quán)，將路徑信息存放在優(yōu)化路徑?jīng)Q 策庫(kù)中。比較各個(gè)避碰路徑。
[0047] 在具體的實(shí)施過(guò)程中，步驟1中，對(duì)獲取的圖像進(jìn)行網(wǎng)格化操作，不改變圖像中的 物體形態(tài)，只對(duì)背景圖像做一個(gè)網(wǎng)格化操作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像網(wǎng)格化重構(gòu)。
[0048] 以下給出了網(wǎng)格化密度計(jì)算的公式：
[0049] 網(wǎng)格化密度P =障礙物所占空間大小/工作空間總大小*0.4*100%
[0050] 假設(shè)障礙物所占空間為40m2,工作空間大小為100,則可計(jì)算出網(wǎng)格化密度為 0.16m2，網(wǎng)格密度既是代表著每一個(gè)網(wǎng)格所占的面積大小為0.16m 2。
[0051] 在具體的實(shí)施過(guò)程中，步驟2中，對(duì)所獲取的動(dòng)態(tài)環(huán)境建立x，y二維坐標(biāo)系具體包 括以下步驟：
[0052]步驟2.1:建立x，y二維坐標(biāo)系，標(biāo)記其他機(jī)器人和目標(biāo)所處位置。
[0053] 步驟2.2:計(jì)算出每一個(gè)網(wǎng)格交叉點(diǎn)在x，y二位坐標(biāo)系中的坐標(biāo)信息。
[0054] 步驟2.3:對(duì)于圖像中的不規(guī)則障礙物，直接使用一個(gè)八階擬合的橢圓或者圓形圖 像對(duì)障礙物進(jìn)行包圍，以便之后的最優(yōu)路徑計(jì)算能夠避開(kāi)障礙物。
[0055] 在具體的實(shí)施過(guò)程中，步驟3中，計(jì)算機(jī)器人到目標(biāo)位置的最優(yōu)路徑?jīng)Q策的方法具 體包括以下幾個(gè)步驟：
[0056] 步驟3.1.1:如圖2所示，設(shè)機(jī)器人I (Robotl)當(dāng)前所在位置坐標(biāo)為Θ = (a，b)，目標(biāo) 位置坐標(biāo)為G= (m，n)，網(wǎng)格點(diǎn)記為I 障礙物區(qū)域記為Ω，連通路徑記為 一個(gè)二維向』
并 且由上述步驟1的具體實(shí)施中可知網(wǎng)格密度P = 0.16m2。
[0057] 步驟3.1.2:以本身機(jī)器人所在位置為圓心，半徑^
式中β是調(diào)整 因子，這里選取β= 1.2,按照右手法則掃描周邊網(wǎng)格點(diǎn)丨計(jì)算本身機(jī)器人到下 一跳節(jié)點(diǎn)歐式距離，
[0058]
[0059] 步驟3.1.3:選擇最佳的連通路徑，使用貪婪路由轉(zhuǎn)發(fā)算法選擇下一跳節(jié)點(diǎn)位置， 即是下一跳的節(jié)點(diǎn)距離目標(biāo)位詈是最小的。
[0060]
[0061] 步驟3.1.4:選取最佳的下一跳節(jié)點(diǎn)之后加入到連通路徑向量。
[0062]
[0063]步驟3.1.5:跳轉(zhuǎn)到步驟3.1.3，重復(fù)操作，直到到達(dá)目的位置。
[0064] 經(jīng)過(guò)多次運(yùn)算迭代之后，假設(shè)連通路徑向量為X={[a，b]，[m，V1]，[U3， V3]，[u4， V4]，[U6，V6]，[U7, V7]，[U12, V12]，[U16，V16]，[Ι?，η] }
[0065] 步驟3.1.6:計(jì)算Robot I連通路徑總的位移，作為一個(gè)優(yōu)先權(quán)值，距離越小，優(yōu)先權(quán)
越大。
[0066]
[0067]由上述式子計(jì)算得到的權(quán)值ω為128。
[0068] 如圖3所示，多機(jī)器人協(xié)作路徑優(yōu)化的方法步驟為：
[0069] 步驟3.2.1:在所建立的路徑庫(kù)中比較每個(gè)機(jī)器人所建立的路徑，檢查是否有路徑 交叉。
[0070] 步驟3.2.2:r如圖2所示，Robotl，2,3,5在點(diǎn)C = (uiq，viq)路徑交叉，計(jì)算在該點(diǎn)處 是否會(huì)發(fā)生碰撞，AGV小車車身長(zhǎng)度為L(zhǎng) = 1.5m，行駛速度為vi = 0.3m/s，V2 = 0.5m/s，V3 = 0.7m/s，V5 = 0.6m/s，使用小車行駛到碰攛交叉點(diǎn)位置所用的時(shí)間為
[0071]
[0072] 計(jì)算得出Robotl，2,3,5到達(dá)碰撞點(diǎn)時(shí)間分別St1 = Asa = S .5s，t3 = 4s，t：5 = 6s。 比較Ti，T1 = τ3 = 4s，則Robot I，3發(fā)生碰撞概率非常大，執(zhí)行第3.2.3步驟。
[0073]步驟3.2.3:建立一個(gè)停等機(jī)制，在小車行駛到碰撞點(diǎn)的時(shí)候進(jìn)行Robotl，3權(quán)值比 較，由上述具體步驟中可知ω 1 = 128,經(jīng)計(jì)算，Robot3權(quán)值CJ1= 130, ω:< ω 3,則Co1優(yōu)先權(quán) 較大，Robot 1優(yōu)先通過(guò)。并且對(duì)于ω 3，進(jìn)行一次優(yōu)先權(quán)值調(diào)整，取γ=〇.2, ω3 = 〇. 87*130 = 113.1 AobotS在Robotl通過(guò)之后繼續(xù)按原路徑行駛。
[0074] 本發(fā)明的多機(jī)器人碰撞避免決策方法，在動(dòng)態(tài)多變的環(huán)境中規(guī)劃出快速的規(guī)劃出 每一個(gè)機(jī)器人的協(xié)作路徑，并在最優(yōu)路徑庫(kù)中比較各個(gè)機(jī)器人規(guī)劃出的路徑，以此判斷是 否會(huì)有碰撞風(fēng)險(xiǎn)，一次優(yōu)化多機(jī)器人在多障礙物有限空間下的協(xié)作路徑。通過(guò)本發(fā)明的方 法，可以高效、快速的規(guī)劃出多機(jī)器人的協(xié)作路徑，并且優(yōu)化碰撞路徑，減少路徑規(guī)劃所帶 來(lái)的計(jì)算復(fù)雜度，降低了機(jī)器人所使用的計(jì)算硬件要求，從而降低制造成本。該方法實(shí)現(xiàn)的 碰撞避免程度高、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、易于操作，在現(xiàn)實(shí)的多機(jī)器人工作車間中具有使用的實(shí)際意 義。
[0075] 最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制;盡 管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依 然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn) 行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù) 方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求和說(shuō)明書(shū)的范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種多障礙空間下多AGV機(jī)器人協(xié)作防碰撞路徑優(yōu)化方法，其特征在于，所述方法包 括以下步驟： 步驟1，對(duì)獲取的機(jī)器人所處環(huán)境的圖像信息進(jìn)行網(wǎng)格化二維重構(gòu)，再現(xiàn)機(jī)器人所處的 環(huán)境網(wǎng)格化模型； 步驟2,在網(wǎng)格化圖像基礎(chǔ)上以自身機(jī)器人為原點(diǎn)建立一個(gè)x，y二維坐標(biāo)系，并且建立 一個(gè)優(yōu)化路徑庫(kù)； 步驟3,在建立的所述x，y二維坐標(biāo)系中，計(jì)算獲取網(wǎng)格的交叉點(diǎn)和機(jī)器人所在位置坐 標(biāo)、目標(biāo)位置坐標(biāo)之間的連通性，從而計(jì)算出機(jī)器人自身到目標(biāo)位置的最優(yōu)碰撞避免路徑， 并為計(jì)算出的最優(yōu)路徑以位移大小為權(quán)值設(shè)置優(yōu)先權(quán)，將路徑信息存放在優(yōu)化路徑?jīng)Q策庫(kù) 中，比較各個(gè)避碰路徑。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多障礙空間下多AGV機(jī)器人協(xié)作防碰撞路徑優(yōu)化方法，其特征 在于，在所述步驟1中，對(duì)處理過(guò)后的機(jī)器人所處環(huán)境圖像進(jìn)行一定密度的網(wǎng)格化操作，網(wǎng) 格化的密度可依據(jù)所處空間環(huán)境進(jìn)行設(shè)置，網(wǎng)格化密度計(jì)算的公式： 網(wǎng)格化密度P =障礙物所占空間大小/工作空間總大小*0.4*100 %。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多障礙空間下多AGV機(jī)器人協(xié)作防碰撞路徑優(yōu)化方法，其特征 在于，在所述步驟2中，對(duì)獲取的環(huán)境模型圖像進(jìn)行x，y二維坐標(biāo)系建模包括以下幾個(gè)步驟： 步驟2.1，建立x，y二維坐標(biāo)系，標(biāo)記其他機(jī)器人和目標(biāo)所處位置； 步驟2.2，計(jì)算出每一個(gè)網(wǎng)格交叉點(diǎn)在x，y二位坐標(biāo)系中的坐標(biāo)信息； 步驟2.3,對(duì)于圖像中的不規(guī)則障礙物，直接使用一個(gè)八階擬合的橢圓或者圓形圖像對(duì) 障礙物進(jìn)行包圍，障礙物區(qū)域記為Q。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多障礙空間下多AGV機(jī)器人協(xié)作防碰撞路徑優(yōu)化方法，其特征 在于，在所述步驟3中，計(jì)算機(jī)器人到目標(biāo)位置的最優(yōu)路徑?jīng)Q策的方法具體包括路徑規(guī)劃， 路徑優(yōu)化， 其中所述路徑規(guī)劃包含以下步驟： 步驟3.1.1:記自身機(jī)器人所在位置坐標(biāo)為? = (a，b)，目標(biāo)位置坐標(biāo)為G = (m，n)，網(wǎng)格 點(diǎn)記為= (%,%)，[￡礦，障礙物區(qū)域記為〇，連通路徑記為一個(gè)二維向量， x{xi，X2，…，xn} = {x :xi= {a，b}，，xn = [m, n) |ie2,.3,…，71, 釔 Q }; 步驟3.1.2:以本身機(jī)器人所在位置為圓心，，式中0是調(diào)整因子， 按照右手法則掃描周邊網(wǎng)格點(diǎn)私，仏這Q :，計(jì)算本身機(jī)器人到下一跳節(jié)點(diǎn)歐式距離，步驟3.1.3:選擇最佳的連通路徑，使用貪婪路由轉(zhuǎn)發(fā)算法選擇下一跳節(jié)點(diǎn)位置，即是 下一跳的節(jié)點(diǎn)距離目標(biāo)位置是最小的，步驟3.1.4:選取最佳的下一跳節(jié)點(diǎn)之后加入到連通路徑向量， )C = X + 0/ ； 步驟3.1.5:跳轉(zhuǎn)到步驟3.1.3，重復(fù)操作，直到到達(dá)目的位置； 步驟3.1.6 :計(jì)算機(jī)器人連通路徑總的位移，作為一個(gè)優(yōu)先權(quán)值，距離越小，優(yōu)先權(quán)越 大，所述路徑優(yōu)化包含以下步驟： 步驟3.2.1，在所建立的路徑庫(kù)中比較每個(gè)機(jī)器人所建立的路徑，檢查是否有路徑交 叉， 步驟3.2.2,若在點(diǎn)X = (M&，）路徑交叉，計(jì)算在碰撞交叉點(diǎn)處是否會(huì)發(fā)生碰撞，設(shè) AGV小車車身長(zhǎng)度為L(zhǎng)，行駛速度為只，使用小車行駛到碰撞交叉點(diǎn)位置所用的時(shí)間來(lái)判斷 是否會(huì)發(fā)生碰撞，則有比較^，若是交叉路徑的小車之間則證明小車在經(jīng)過(guò)交叉點(diǎn)時(shí)不會(huì)發(fā)生碰撞， 可按照規(guī)劃路徑直接行走，否則跳到步驟3.2.3， 步驟3.2.3，建立一個(gè)停等機(jī)制，在小車行駛到碰撞點(diǎn)的時(shí)候進(jìn)行權(quán)值比較，X ?」，則 Wi優(yōu)先權(quán)較大，小車優(yōu)先通過(guò);并且對(duì)于〇 j，進(jìn)行一次優(yōu)先權(quán)值調(diào)整，〇i+i= y 〇i，0〈 y〈 1，其中y為權(quán)值的調(diào)整因子， 若在小車等待的時(shí)間段內(nèi)又有一個(gè)優(yōu)先權(quán)比較大的小車通過(guò)碰撞點(diǎn)，則小車?yán)^續(xù)對(duì)步 驟3.2.3進(jìn)行迭代，修改等待中的小車權(quán)值，從而對(duì)小車的路徑進(jìn)行了優(yōu)化。
【文檔編號(hào)】B25J9/16GK106041931SQ201610513956
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月30日
【發(fā)明人】程良倫, 林嘉華, 王濤, 肖紅
【申請(qǐng)人】廣東工業(yè)大學(xué)