【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器人集群运动规划，特别是涉及一种集群中跳跃机器人的运动规划方法、系统及电子设备。
技术介绍
1、近年来，全球范围内自然灾害和人为事故造成的大量人员、财产损失频繁发生，这些场景往往环境错综复杂且危险性极大，人员无法正常进入，于是对于能够进行灾后救援、高危环境巡检等任务的无人系统有着迫切需求。但面对日趋复杂的工作环境，单个无人系统越来越难以完成相关任务。智能无人集群系统指若干无人系统根据任务分工，在一定时间、空间内协同完成复杂任务的整体系统。面对复杂任务时，智能无人集群系统通过多个无人系统互相协作，具有单个无人系统不可比拟的优势，在农业、制造业、交通、教育、医疗、军事、金融等多个领域具有广阔的应用前景。
2、目前，针对智能无人集群系统的运动规划方法的研究中，大多数方法关注于无人机集群系统、无人车集群系统和无人艇集群系统，然而这些无人集群系统在面临地面狭窄复杂环境，如灾后废墟时，具有较大的局限性。连续跳跃机器人由于其出色的越障性能，能够适用非结构化的复杂地面环境。因此，跳跃机器人集群系统在面对上述地面狭窄复杂环境时，具有独特的优势，在军民领域都中有着广泛的应用前景。本专利技术提出了一种跳跃机器人集群运动规划方法及系统，解决跳跃机器人集群以编队形式穿越复杂多变环境的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种集群中跳跃机器人的运动规划方法、系统及电子设备，能够对跳跃机器人集群中的跳跃机器人进行运动规划控制，提高跳跃机器人集群控制的合理性。
2
3、一种集群中跳跃机器人的运动规划方法，所述方法应用于一种运动规划装置；所述装置应用于跳跃机器人集群中的每个跳跃机器人；所述装置包括：通信平台、运动规划器和轨迹生成器；
4、所述运动规划器分别与所述通信平台、所述轨迹生成器和所在跳跃机器人的感知平台连接；所述轨迹生成器还与所在跳跃机器人的运动控制器连接；所述通信平台与跳跃机器人集群中的每个跳跃机器人对应的运动规划装置中的通信平台连接；
5、所述感知平台用于获取感知范围内的所有物体的感知信息；所述物体为障碍物和友方跳跃机器人；所述友方跳跃机器人为跳跃机器人集群中除所在跳跃机器人之外的跳跃机器人；所述感知信息包括物体位置和物体高度；
6、所述通信平台用于获取所有友方跳跃机器人的通讯信息；所述通讯信息包括友方跳跃机器人的位置和速度；
7、所述运动规划器用于根据所述感知信息和所述通讯信息，确定所在跳跃机器人的运动模式，并根据所述运动模式确定所在跳跃机器人的期望速度；所述运动模式为编队模式、跟随模式、避障模式和越障模式；
8、所述通信平台用于向所有友方跳跃机器人对应的运动规划装置中的通信平台发送期望速度；
9、所述轨迹生成器用于根据所述期望速度生成期望运动轨迹；
10、所在跳跃机器人的运动控制器用于根据所述期望运动轨迹控制所在跳跃机器人运动；
11、所述方法，包括：
12、获取感知范围内的所有物体的感知信息；所述物体为障碍物和友方跳跃机器人；所述友方跳跃机器人为跳跃机器人集群中除所在跳跃机器人之外的跳跃机器人；所述感知信息包括物体位置和物体高度；
13、获取所有友方跳跃机器人的通讯信息；所述通讯信息包括友方跳跃机器人的位置和速度；
14、根据所述感知信息和所述通讯信息，确定所在跳跃机器人的运动模式；所述运动模式为编队模式、跟随模式、避障模式和越障模式；
15、根据所述运动模式确定所在跳跃机器人的期望速度；
16、根据所述期望速度生成期望运动轨迹；
17、根据所述期望运动轨迹控制所在跳跃机器人运动。
18、可选的，根据所述感知信息和所述通讯信息，确定所在跳跃机器人的运动模式，包括：
19、根据所述感知信息判断所在跳跃机器人是否处于障碍物场景；处于障碍物场景的条件为障碍物距离小于最小避碰距离参数；所述障碍物距离是根据障碍物位置和所在跳跃机器人的位置确定的；
20、在障碍物场景下，判断障碍物的高度是否大于或等于跳跃机器人可跨越高度，得到第一判断结果；
21、若所述第一判断结果为是，则确定避障模式为所在跳跃机器人的运动模式；
22、若所述第一判断结果为否，则确定越障模式为所在跳跃机器人的运动模式；
23、在非障碍物场景下，根据所述感知信息和所述通讯信息，确定感知范围内的所有友方跳跃机器人单位时间内的速度变化量；处于非障碍物场景的条件为感知范围内的不存在障碍物，或障碍物距离大于或等于最小避碰距离参数；
24、判断最大速度变化量是否达到速度变化量阈值，得到第二判断结果；
25、若所述第二判断结果为是，则确定最大速度变化量对应的友方跳跃机器人为跟随目标，并确定跟随模式为所在跳跃机器人的运动模式；
26、若所述第二判断结果为否，则确定编队模式为所在跳跃机器人的运动模式。
27、可选的，根据所述运动模式确定所在跳跃机器人的期望速度，包括：
28、在所述运动模式为避障模式时，利用公式确定所在跳跃机器人的期望速度；
29、其中，v为所在跳跃机器人的期望速度；b为避障权重；rik为跳跃机器人集群中第i个机器人与障碍物k之间的距离；||rik||为跳跃机器人集群中第i个机器人与障碍物k之间的标量距离；dmin为最小避碰距离参数；vf为维持跳跃机器人集群中跳跃机器人之间距离的期望速度。
30、可选的，根据所述运动模式确定所在跳跃机器人的期望速度，包括：
31、在所述运动模式为越障模式时，利用公式确定所在跳跃机器人的期望速度；
32、其中，c为越障权重；rik为跳跃机器人集群中第i个机器人与障碍物k之间的距离；||rik||为跳跃机器人集群中第i个机器人与障碍物k之间的标量距离。
33、可选的，根据所述运动模式确定所在跳跃机器人的期望速度，包括：
34、在所述运动模式为跟随模式时，利用公式v＝vs+vf确定所在跳跃机器人的期望速度；
35、其中，vs为跟随目标的速度。
36、可选的，根据所述运动模式确定所在跳跃机器人的期望速度，包括：
37、在所述运动模式为编队模式时，利用公式确定所在跳跃机器人的期望速度；
38、其中，vi为跳跃机器人集群中第i个跳跃机器人的实际速度，n为跳跃机器人集群中机器人的总数。
39、一种集群中跳跃机器人的运动规划系统，包括：
40、感知信息获取模块，用于获取感知范围内的所有物体的感知信息；所述物体为障碍物和友方跳跃机器人；所述友方跳跃机器人为跳跃机器人集群中除所在跳跃机器人之外的跳跃机器人；所述感知信息包括物体位置和物体高度；
41、通讯信息获取模块，用于获取所有友方跳跃机器人的通讯信息；所述通讯信息包括友本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种集群中跳跃机器人的运动规划方法，其特征在于，所述方法应用于一种运动规划装置；所述装置应用于跳跃机器人集群中的每个跳跃机器人；所述装置包括：通信平台、运动规划器和轨迹生成器；
2.根据权利要求1所述的一种集群中跳跃机器人的运动规划方法，其特征在于，根据所述感知信息和所述通讯信息，确定所在跳跃机器人的运动模式，包括：
3.根据权利要求2所述的一种集群中跳跃机器人的运动规划方法，其特征在于，根据所述运动模式确定所在跳跃机器人的期望速度，包括：
4.根据权利要求3所述的一种集群中跳跃机器人的运动规划方法，其特征在于，根据所述运动模式确定所在跳跃机器人的期望速度，包括：
5.根据权利要求4所述的一种集群中跳跃机器人的运动规划方法，其特征在于，根据所述运动模式确定所在跳跃机器人的期望速度，包括：
6.根据权利要求5所述的一种集群中跳跃机器人的运动规划方法，其特征在于，根据所述运动模式确定所在跳跃机器人的期望速度，包括：
7.一种集群中跳跃机器人的运动规划系统，其特征在于，包括：
8.一种电子设备，其特
9.根据权利要求8所述的一种电子设备，其特征在于，所述存储器为可读存储介质。
...【技术特征摘要】
1.一种集群中跳跃机器人的运动规划方法，其特征在于，所述方法应用于一种运动规划装置；所述装置应用于跳跃机器人集群中的每个跳跃机器人；所述装置包括：通信平台、运动规划器和轨迹生成器；
2.根据权利要求1所述的一种集群中跳跃机器人的运动规划方法，其特征在于，根据所述感知信息和所述通讯信息，确定所在跳跃机器人的运动模式，包括：
3.根据权利要求2所述的一种集群中跳跃机器人的运动规划方法，其特征在于，根据所述运动模式确定所在跳跃机器人的期望速度，包括：
4.根据权利要求3所述的一种集群中跳跃机器人的运动规划方法，其特征在于，根据所述运动模式确定所在跳跃机器人的期望速度，包括：
5....
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。