一种移动机器人的移动路径规划方法技术

本发明专利技术提供一种移动机器人的移动路径规划方法

【技术实现步骤摘要】
一种移动机器人的移动路径规划方法、系统、设备及介质


[0001]本专利技术涉及智能机器人
，具体为一种移动机器人的移动路径规划方法
、
系统
、
设备及介质
。

技术介绍

[0002]移动机器人是一种能够自主移动和执行任务的机器人系统
。
它通常包括机械结构
、
电子控制系统和感知系统等组件，以实现在各种环境中的移动和操作能力
。
移动机器人的应用领域广泛，包括工业自动化
、
物流和仓储
、
服务和卫生保健
、
农业和环境监测等
。
它们可以执行各种任务，如物品搬运
、
巡逻和安全监控
、
室内清洁等
。
在实际应用中，往往需要进行多个移动机器人下的多个目标位置的路径规划，基于效率，需要使得总规划路径最短，现有的多机器人路径规划方法往往未充分考虑不同机器人数量和目标位置数量之间的差异
。

技术实现思路

[0003]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术提供一种移动机器人的移动路径规划方法
、
系统
、
设备及介质，以解决上述技术问题
。
[0004]本专利技术提供的一种移动机器人的移动路径规划方法，包括：
[0005]获取多个移动机器人的位置信息
、
环境信息和环境信息中的多个目标位置信息；
[0006]根据多个所述移动机器人的所述位置信息和环境信息中的多个所述目标位置信息，利用
A*
算法，获取每个所述移动机器人到多个所述目标位置的路径信息；
[0007]根据每个所述移动机器人到多个所述目标位置的路径信息，利用预设的多移动机器人路径规划模型，对所述移动机器人到目标位置进行分配，确保每个所述移动机器人到达至少一个目标位置或每个目标位置至少有一个所述移动机器人下的最短路径
。
[0008]于本专利技术中，根据多个移动机器人的位置信息和环境信息中的多个目标位置信息，利用
A*
算法，获取每个移动机器人到多个所述目标位置的路径信息，具体包括：
[0009]将所述移动机器人的位置信息设定为起点，将所述环境信息中的多个所述目标位置信息设定为多个终点；
[0010]根据所述起点和所述终点，利用
A*
算法，获取所述起点到所述终点的路径信息，重复至获取每个机器人到所有终点的路径信息
。
[0011]于本专利技术中，根据所述起点和所述终点，利用
A*
算法，获取所述起点到所述终点的路径信息，具体包括：
[0012]根据所述环境信息，构建一个表示地图的无向图模型，其中，每个可移动位置作为图的节点，而相邻可移动位置之间的连接作为图的边；
[0013]将起点初始距离的值设置为0，并将所述起点添加到开放列表中；
[0014]将其他位置初始距离的值设置为无穷大，并添加到待考察列表中；
[0015]从所述待考察列表中选取一个节点，根据启发函数和已走路径长度计算得出所述节点的最小的估计总代价值，将所述节点从所述待考察列表中移除，并将所述节点添加到
所述已考察列表中；
[0016]遍历与所述节点相邻的节点，计算从起点到相邻节点的路径长度，并计算所述相邻节点的估计总代价值，当所述相邻节点不在待考察列表和已考察列表中，将所述相邻节点添加到待考察列表中，并更新所述相邻节点的路径长度和估计总代价值，当所述相邻节点已经在待考察列表中时，且新计算得到的路径长度更短，更新所述相邻节点的路径长度和估计总代价值；
[0017]当遍历到终点时，则表示已找到路径，终止算法，从终点开始，通过每个节点记录的上一个节点，逐步回溯找到起点，并记录路径上的每个节点及节点之间的路径长度，节点的集合即为起点到所述终点的路径信息
。
[0018]于本专利技术中，所述启发函数包括曼哈顿距离或欧几里得距离中的至少一种
。
[0019]于本专利技术中，所述多移动机器人路径规划模型的实现逻辑为：
[0020]获取每个移动机器人到每个目标位置的路径信息，其中，设移动机器人有
n
个，目标位置有
m
个，则第
i
个机器人到第
j
个目标位置的路径信息记为
d
ij
，第
i
个移动机器人到所有目标位置的路径信息记为
D
i
＝
[d
i1
,d
i2
,d
i3
,...,d
ij
,...,d
im
]，所有移动机器人到所有目标位置的路径信息记为
D
＝
[D1,D2,D3,...,D
n
]T
；
[0021]根据
n
和
m
之间的大小关系，对
D
进行预处理，得到
D'
；
[0022]根据
D'
，利用匈牙利法求解得到每个移动机器人对应的目标位置分配
。
[0023]于本专利技术中，根据
n
和
m
之间的大小关系，对
D
进行预处理，得到
D'
，具体包括：
[0024]当
n
等于
m
时，对
D
不进行处理，即
D'
＝
D
；
[0025]当
n
大于
m
时，令
D
i
'
＝
[d
i1
,d
i2
,d
i3
,...,d
ij
,...,d
im
,d
im+1
,...,d
in
]，
D'
＝
[D1',D2',D3',...,D
n
']T
，其中，
d
ik
＝0，
k
＝
[m+1,...,n]，
i
＝
[1,...,n]；
[0026]当
n
小于
m
时，令
D'
＝
[D1,D2,D3,...,D
n
,D
n+1
,...D
m
]，其中，
D
t
＝
[d
t1
,d
t2
,d
t3
,...,d
tm
]，
d
ti
＝0，
t...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种移动机器人的移动路径规划方法，其特征在于，包括：获取多个移动机器人的位置信息
、
环境信息和环境信息中的多个目标位置信息；根据多个所述移动机器人的所述位置信息和环境信息中的多个所述目标位置信息，利用
A*
算法，获取每个所述移动机器人到多个所述目标位置的路径信息；根据每个所述移动机器人到多个所述目标位置的路径信息，利用预设的多移动机器人路径规划模型，对所述移动机器人到目标位置进行分配，确保每个所述移动机器人到达至少一个目标位置或每个目标位置至少有一个所述移动机器人下的最短路径
。2.
根据权利要求1所述的一种移动机器人的移动路径规划方法，其特征在于，根据多个移动机器人的位置信息和环境信息中的多个目标位置信息，利用
A*
算法，获取每个移动机器人到多个所述目标位置的路径信息，具体包括：将所述移动机器人的位置信息设定为起点，将所述环境信息中的多个所述目标位置信息设定为多个终点；根据所述起点和所述终点，利用
A*
算法，获取所述起点到所述终点的路径信息，重复至获取每个机器人到所有终点的路径信息
。3.
根据权利要求2所述的一种移动机器人的移动路径规划方法，其特征在于，根据所述起点和所述终点，利用
A*
算法，获取所述起点到所述终点的路径信息，具体包括：根据所述环境信息，构建一个表示地图的无向图模型，其中，每个可移动位置作为图的节点，而相邻可移动位置之间的连接作为图的边；将起点初始距离的值设置为0，并将所述起点添加到开放列表中；将其他位置初始距离的值设置为无穷大，并添加到待考察列表中；从所述待考察列表中选取一个节点，根据启发函数和已走路径长度计算得出所述节点的最小的估计总代价值，将所述节点从所述待考察列表中移除，并将所述节点添加到所述已考察列表中；遍历与所述节点相邻的节点，计算从起点到相邻节点的路径长度，并计算所述相邻节点的估计总代价值，当所述相邻节点不在待考察列表和已考察列表中，将所述相邻节点添加到待考察列表中，并更新所述相邻节点的路径长度和估计总代价值，当所述相邻节点已经在待考察列表中时，且新计算得到的路径长度更短，更新所述相邻节点的路径长度和估计总代价值；当遍历到终点时，则表示已找到路径，终止算法，从终点开始，通过每个节点记录的上一个节点，逐步回溯找到起点，并记录路径上的每个节点及节点之间的路径长度，节点的集合即为起点到所述终点的路径信息
。4.
根据权利要求3所述的一种移动机器人的移动路径规划方法，其特征在于，所述启发函数包括曼哈顿距离或欧几里得距离中的至少一种
。5.
根据权利要求1所述的一种移动机器人的移动路径规划方法，其特征在于，所述多移动机器人路径规划模型的实现逻辑为：获取每个移动机器人到每个目标位置的路径信息，其中，设移动机器人有
n
个，目标位置有
m
个，则第
i
个机器人到第
j
个目标位置的路径信息记为
d
ij
，第
i
个移动机器人到所有目标位置的路径信息记为
D
i
＝
[d
i1
,d
i2
,d
i3
,...,d
ij
,...,d
im
]
，所有移动机器人到所有目标位置的路径信息记为
D
＝
[D1,D2,D3,...,D
n
]
T
；
根据
n

【专利技术属性】
技术研发人员：费旭锋，黄国柒，
申请(专利权)人：上海鲸鱼机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：