本發(fā)明涉及路徑規(guī)劃，具體涉及多機器人協(xié)同工作下的路徑規(guī)劃方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代智能制造、物流運輸、倉儲管理等領(lǐng)域，多個機器人協(xié)同完成任務(wù)的需求日益增多，多機器人系統(tǒng)能夠提高生產(chǎn)線的自動化程度，提高倉儲的搬運效率，同時減少人力成本，確保操作的高精度和安全性。在多機器人協(xié)同工作環(huán)境中，路徑重疊和交叉不可避免，容易導(dǎo)致多個機器人在同一區(qū)域發(fā)生沖突或碰撞，尤其是在空間有限的車間和倉儲環(huán)境中，這就需要路徑規(guī)劃算法能夠檢測路徑?jīng)_突，且在存在沖突時能夠有效進行動態(tài)調(diào)整，然而，傳統(tǒng)路徑規(guī)劃在應(yīng)對多機器人協(xié)同工作時，無法處理多方路徑交叉和優(yōu)先級沖突，導(dǎo)致任務(wù)延誤和安全風(fēng)險增加。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請通過提供了多機器人協(xié)同工作下的路徑規(guī)劃方法及裝置，旨在解決傳統(tǒng)路徑規(guī)劃在應(yīng)對多機器人協(xié)同工作時，無法處理多方路徑交叉和優(yōu)先級沖突，導(dǎo)致任務(wù)延誤和安全風(fēng)險增加的技術(shù)問題。

2、本申請公開的第一個方面，提供了多機器人協(xié)同工作下的路徑規(guī)劃方法，所述方法包括：基于制造生產(chǎn)車間的結(jié)構(gòu)布局特征信息構(gòu)建二維布局圖，并結(jié)合預(yù)定機器人的結(jié)構(gòu)寬度對所述二維布局圖進行柵格化處理，得到二維布局柵格圖；引入任務(wù)分配評估機制對運輸任務(wù)集進行分析得到任務(wù)列表，并提取所述任務(wù)列表中的第一任務(wù)和第二任務(wù)，其中，所述第一任務(wù)對應(yīng)第一機器人，所述第二任務(wù)對應(yīng)第二機器人；分析所述第一任務(wù)和所述第二任務(wù)，分別在所述二維布局柵格圖中得到所述第一機器人的第一初始路徑和所述第二機器人的第二初始路徑；判斷所述第一初始路徑與所述第二初始路徑是否符合第一預(yù)定協(xié)同約束，其中，所述第一預(yù)定協(xié)同約束是指所述第一初始路徑與所述第二初始路徑存在路徑交叉；若是符合，調(diào)取第一協(xié)同調(diào)整策略對所述第一機器人的所述第一初始路徑或所述第二機器人的第二初始路徑進行調(diào)整規(guī)劃；其中，還包括：獲取第二預(yù)定協(xié)同約束，其中，所述第二預(yù)定協(xié)同約束是指所述第一初始路徑或所述第二初始路徑的預(yù)測阻塞度達到預(yù)定阻塞門限；判斷所述第一初始路徑與所述第二初始路徑是否符合所述第二預(yù)定協(xié)同約束；若是符合，調(diào)取第二協(xié)同調(diào)整策略對所述第一機器人的所述第一初始路徑或所述第二機器人的第二初始路徑進行調(diào)整規(guī)劃。

3、本申請公開的第二個方面，提供了多機器人協(xié)同工作下的路徑規(guī)劃裝置，所述裝置用于上述多機器人協(xié)同工作下的路徑規(guī)劃方法，所述裝置包括：柵格化處理模塊，所述柵格化處理模塊用于基于制造生產(chǎn)車間的結(jié)構(gòu)布局特征信息構(gòu)建二維布局圖，并結(jié)合預(yù)定機器人的結(jié)構(gòu)寬度對所述二維布局圖進行柵格化處理，得到二維布局柵格圖；任務(wù)提取模塊，所述任務(wù)提取模塊用于引入任務(wù)分配評估機制對運輸任務(wù)集進行分析得到任務(wù)列表，并提取所述任務(wù)列表中的第一任務(wù)和第二任務(wù)，其中，所述第一任務(wù)對應(yīng)第一機器人，所述第二任務(wù)對應(yīng)第二機器人；初始路徑獲取模塊，所述初始路徑獲取模塊用于分析所述第一任務(wù)和所述第二任務(wù)，分別在所述二維布局柵格圖中得到所述第一機器人的第一初始路徑和所述第二機器人的第二初始路徑；初始路徑判斷模塊，所述初始路徑判斷模塊用于判斷所述第一初始路徑與所述第二初始路徑是否符合第一預(yù)定協(xié)同約束，其中，所述第一預(yù)定協(xié)同約束是指所述第一初始路徑與所述第二初始路徑存在路徑交叉；調(diào)整規(guī)劃模塊，所述調(diào)整規(guī)劃模塊用于若是符合，調(diào)取第一協(xié)同調(diào)整策略對所述第一機器人的所述第一初始路徑或所述第二機器人的第二初始路徑進行調(diào)整規(guī)劃；其中，所述調(diào)整規(guī)劃模塊還包括如下操作步驟：獲取第二預(yù)定協(xié)同約束，其中，所述第二預(yù)定協(xié)同約束是指所述第一初始路徑或所述第二初始路徑的預(yù)測阻塞度達到預(yù)定阻塞門限；判斷所述第一初始路徑與所述第二初始路徑是否符合所述第二預(yù)定協(xié)同約束；若是符合，調(diào)取第二協(xié)同調(diào)整策略對所述第一機器人的所述第一初始路徑或所述第二機器人的第二初始路徑進行調(diào)整規(guī)劃。

4、本申請中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點：

5、通過對二維布局圖進行柵格化處理，生成二維布局柵格圖，可以將整個車間環(huán)境離散化，使路徑規(guī)劃問題簡化為離散路徑搜索問題，這種柵格化方式便于機器人識別通行區(qū)域和障礙區(qū)域，能夠顯著提升規(guī)劃效率；引入任務(wù)分配評估機制，根據(jù)任務(wù)特征和機器人狀態(tài)，將任務(wù)合理分配給適配的機器人，確保任務(wù)與機器人能力匹配，從任務(wù)分配層面降低了沖突的可能性；利用a*算法，計算機器人從起點到終點的最短路徑，這種啟發(fā)式算法不僅可以快速找到最優(yōu)路徑，還能適應(yīng)復(fù)雜的柵格化環(huán)境，為多個機器人快速生成初始路徑，提高了路徑規(guī)劃的整體效率；通過判斷路徑是否符合協(xié)同約束，在必要時引入?yún)f(xié)同調(diào)整策略對路徑進行實時調(diào)整，從而避免多個機器人在相交區(qū)域發(fā)生沖突，通過調(diào)整低優(yōu)先級機器人的路徑，確保了高優(yōu)先級任務(wù)可以順利完成，優(yōu)化了機器人協(xié)同工作的秩序性和可靠性，進而提升了任務(wù)的整體完成效率。

6、上述說明僅是本申請技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本申請的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本申請的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉本申請的具體實施方式。

技術(shù)特征：

1.多機器人協(xié)同工作下的路徑規(guī)劃方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述多機器人協(xié)同工作下的路徑規(guī)劃方法，其特征在于，引入任務(wù)分配評估機制對運輸任務(wù)集進行分析得到任務(wù)列表，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述多機器人協(xié)同工作下的路徑規(guī)劃方法，其特征在于，獲取實時機器人狀態(tài)信息，并結(jié)合所述第一工作特征信息尋優(yōu)得到所述第一運輸任務(wù)的第一最適配機器人，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述多機器人協(xié)同工作下的路徑規(guī)劃方法，其特征在于，基于所述適配分析指令對所述任意位置與所述第一工作特征信息中的第一工作位置約束進行分析，得到所述任意機器人執(zhí)行所述第一運輸任務(wù)的任意直線距離，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述多機器人協(xié)同工作下的路徑規(guī)劃方法，其特征在于，所述第一初始路徑和所述第二初始路徑分別是指基于a*算法原理對所述二維布局柵格圖進行分析得到的所述第一任務(wù)和所述第二任務(wù)的最短行駛路徑。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述多機器人協(xié)同工作下的路徑規(guī)劃方法，其特征在于，若是符合，調(diào)取第一協(xié)同調(diào)整策略對所述第一機器人的所述第一初始路徑或所述第二機器人的第二初始路徑進行調(diào)整規(guī)劃，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述多機器人協(xié)同工作下的路徑規(guī)劃方法，其特征在于，若是符合，調(diào)取第一協(xié)同調(diào)整策略對所述第一機器人的所述第一初始路徑或所述第二機器人的第二初始路徑進行調(diào)整規(guī)劃，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述多機器人協(xié)同工作下的路徑規(guī)劃方法，其特征在于，通過調(diào)整所述第一交叉道路，進行所述第一初始路徑的調(diào)整規(guī)劃，包括：

9.多機器人協(xié)同工作下的路徑規(guī)劃裝置，其特征在于，用于實施權(quán)利要求1-8任一項所述的多機器人協(xié)同工作下的路徑規(guī)劃方法，所述裝置包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了多機器人協(xié)同工作下的路徑規(guī)劃方法及裝置，涉及路徑規(guī)劃技術(shù)領(lǐng)域，包括：基于制造生產(chǎn)車間的結(jié)構(gòu)布局特征信息構(gòu)建二維布局圖，并結(jié)合預(yù)定機器人的結(jié)構(gòu)寬度進行柵格化處理，得到二維布局柵格圖；引入任務(wù)分配評估機制對運輸任務(wù)集進行分析得到任務(wù)列表，并提取第一任務(wù)和第二任務(wù)，第一任務(wù)對應(yīng)第一機器人，第二任務(wù)對應(yīng)第二機器人；得到第一初始路徑和第二初始路徑；判斷是否符合第一預(yù)定協(xié)同約束，第一預(yù)定協(xié)同約束是指第一初始路徑與第二初始路徑存在路徑交叉；若是符合，進行調(diào)整規(guī)劃。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)路徑規(guī)劃在應(yīng)對多機器人協(xié)同工作時，無法處理多方路徑交叉和優(yōu)先級沖突，導(dǎo)致任務(wù)延誤和安全風(fēng)險增加的技術(shù)問題。

技術(shù)研發(fā)人員：昝學(xué)彥,唐龍,劉丹,鄒家?guī)?蔡積超,龔萌華,趙華祥,蔣干勝,徐波
受保護的技術(shù)使用者：珠海創(chuàng)智科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2