一种多机器人防碰撞的方法及系统与流程

文档序号:31450951发布日期:2022-09-07 13:15阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种多机器人防碰撞的方法,其特征在于,对于至少两台机器人,每台机器人上均安装有一组无线自组网通信设备,该通信设备可将同一工作区域内的所有机器人加入到同一网络中,使网络内的任意一台机器人可与其他所有机器人进行通信,网络内的任意一台机器人均向其他机器人广播自身的速度与位置信息;在机器人端进行计算,获取机器人自身目标速度,根据与网络内其它机器人的距离计算得到防碰撞速度,获取网络内其它机器人的目标速度并根据其距离确定各目标速度的调节系数,形成调节速度;将机器人自身目标速度、防碰撞速度、其它机器人调节速度矢量相加,计算得到该机器人的最终目标速度;网络内的各机器人计算出各自的最终目标速度,并按照各自的最终目标速度运行。2.根据权利要求1所述的一种多机器人防碰撞的方法,其特征在于,设定安全距离s,即当两台机器人之间的距离大于s时认为此两台机器人不会有发生碰撞的可能;对于大于安全距离s的机器人数据不作处理,对于在安全距离内的机器人,在接收到其它机器人的位置和速度信息后,各自计算其最终目标速度。3.根据权利要求2所述的一种多机器人防碰撞的方法,其特征在于,所述安全距离s根据机器人的最大移动速度和加速度确定:s=vmax2/2a+l,其中,vmax为机器人可以达到的最大速度,a为机器人可以达到的最大加速度,l为机器人的最大直径。4.根据权利要求2或3所述的一种多机器人防碰撞的方法,其特征在于,设其中一台机器人为a,a自身目标速度为v1;有机器人b、c、d在a的安全距离内,a与b、c、d的距离分别为sab、sac、sad,则根据sab、sac、sad和机器人a的最大运动速度,分别计算出防碰撞速度量vab、vac、vad,其中vab、vac、vad的大小分别与sab、sac、sad成反比;vab、vac、vad的方向分别由b、c、d指向a;计算vab、vac、vad的矢量和,即为防碰撞速度,以v2表示,则v2=vab+vac+vad;机器人b、c、d当前的实际移动速度分别为vb、vc、vd,根据sab、sac、sad确定vb、vc、vd的系数,所述速度乘以其系数即为其调节速度,各调节速度相加称为超前调节速度,以v3表示;则机器人a的最终目标速度为:v=v1+v2+v3。5.根据权利要求4所述的一种多机器人防碰撞的方法,其特征在于,所述防碰撞速度量vab、vac、vad的具体计算公式如下:vab=3
×
vmax
×
(s-sab)/sab,vac=3
×
vmax
×
(s-sac)/sac,vad=3
×
vmax
×
(s-sad)/sad,其中vmax为机器人a可以达到的最大运动速度。6.根据权利要求4所述的一种多机器人防碰撞的方法,其特征在于,所述超前调节速度v3=kbvb+kcvc+kdvd,其中系数kb、kc、kd的大小分别与sab、sac、sad成反比。7.根据权利要求4所述的一种多机器人防碰撞的方法,其特征在于,所述机器人a与机器人机器人b、c、d之间的距离为二维空间距离,各机器人向网络内其他机器人发送二维坐标位置;所述v1、vb、vc、vd以及vab、vac、vad均为二维向量。
8.根据权利要求4所述的一种多机器人防碰撞的方法,其特征在于,所述机器人a与机器人机器人b、c、d之间的距离为欧氏距离,各机器人向网络内其他机器人发送三维坐标位置;所述所述v1、vb、vc、vd以及vab、vac、vad均为三维向量。9.一种多机器人防碰撞的系统,其特征在于,该系统中具有至少两台机器人,每台机器人上均安装有一组无线自组网通信设备,通过所述的无线自组网通信设备,任意一台机器人可与其他所有机器人进行通信;系统中各机器人根据权利要求1-8任一项所述的多机器人防碰撞的方法计算出各自的最终目标速度,并按照各自的最终目标速度运行。10.根据权利要求9所述的一种多机器人防碰撞的系统,其特征在于,各机器人内置处理器进行所述自身目标速度、防碰撞速度、超前调节速度以及最终目标速度的计算。

技术总结
本发明公开了一种多机器人防碰撞的方法及系统,属于多机器人协同控制技术领域,对于至少两台机器人,每台机器人上均安装有一组无线自组网通信设备;在机器人端进行计算,获取机器人自身目标速度,根据与网络内其它机器人的距离计算得到防碰撞速度,获取网络内其它机器人的目标速度并根据其距离确定各调节系数;将机器人自身目标速度、防碰撞速度、其它机器人调节速度矢量相加,计算得到该机器人的最终目标速度;网络内的各机器人计算出各自的最终目标速度,并按照各自的最终目标速度运行。本发明能够实现机器人之间信息快速有效的传输,方法简单可靠,能够适应各种复杂队形和任意数量的机器人。量的机器人。量的机器人。


技术研发人员:刘祥勇 高明 马辰
受保护的技术使用者:山东新一代信息产业技术研究院有限公司
技术研发日:2022.06.24
技术公布日:2022/9/6
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