[发明专利]基于三维空间密集存储区域的多机器人路径规划方法

说明书

技术领域

本发明属于移动机器人领域，尤其是一种基于三维空间密集存储区域的多机器人路径规划方法。

背景技术

二维平面的多机器人路径规划技术已经取得了丰硕的成果并得到了广泛的应用。在现有的多移动机器人系统路径规划技术研究中，基本上是针对移动机器人在地面上行驶可能会发生的冲突而提出的二维平面路径规划解决方法，其冲突包括：地面上的路口冲突、地面上的赶超冲突、地面上的相向冲突。随着多移动机器人在密集存储区域应用的扩张，针对二维平面路径规划和冲突解决方法越来越满足不了实际应用需求，实际应用中，往往需要移动移动机器人跨楼层地在多层钢筋混凝土建筑物式的货层（每一楼层相当于一层货格）之间来回穿梭地送货和取货，这个过程需要两种类型的机器人协同工作，一种是在水平面上行走的机器人，一种是竖直面上行走的电梯机器人，两类机器人共同完成跨楼层的存取货任务，目前只能通过人工切换方式实现移动机器人跨楼层搬运货物，因此，迫切需要一套成熟可靠的基于三维空间的多移动机器人多层路径规划方法用以解决移动移动机器人如何平滑地上楼和平滑下楼的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于三维空间密集存储区域的多机器人路径规划方法,解决了移动机器人只能通过人工切换方法致使移动机器人跨楼层搬运时在电梯机器人口出现停顿、前后任务不衔接不连贯的问题。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于三维空间密集存储区域的多机器人路径规划方法，包括调度服务器内的主线程和并行执行的规划线程、避碰线程和执行线程，

所述的主线程包括以下步骤：

步骤1：主线程初始化一张三维立体网状路径图；

步骤2：主线程实时接收移动机器人当前位置的命令反馈信息，根据反馈信息实时更新三维网状立体路径图；

所述的规划线程包括以下步骤：

步骤1：规划线程检测到有存取货物任务时，获取起始点和目标点信息并将任务划分若干个子任务，每个子任务下又划分任务阶段，每个任务阶段又设有各自的起始点和目标点；

步骤2：规划线程根据子任务的起始点、目标点及输入参数使用图搜索法输出当前子任务的密集存储区域三维空间任务路径；

步骤3：规划线程判断该子任务目标点是否被上一个的任务释放掉，如果已经被释放，则进入步骤4，否则等待释放；

步骤4：规划线程标记每个任务路经；

步骤5：规划线程标记完所有任务路径后，将标记后的任务送入执行队列，返回步骤2；

所述的避碰线程包括以下步骤：

步骤1：避碰线程执行任务队列的各任务抢占资源变量；

步骤2：避碰线程根据当前环境信息划分冲突区；

步骤3：避碰线程判断冲突区是否释放干净，如果释放干净转入步骤4；如果没有释放干净，继续等待；

步骤4：避碰线程完成移动机器人和电梯机器人执行命令前的命令转义任务；

步骤5：避碰线程释放资源变量给调度服务器；

所述的执行线程包括以下步骤：

步骤1:执行线程到执行队列等待经过转义后的任务；

步骤2:执行线程判断是否有未发送出去的命令，如果有未发送命令，进入步骤3，如果没有未发送命令,返回步骤1；

步骤3：执行线程根据执行体类型的不同，划分阶段，每个阶段内最后一个命令为本阶段的阶段结束命令；

步骤4：判断上一阶段命令是否全部执行完成，如果完成，则发送当前阶段除阶段结束命令以外的其它命令，并且转入步骤5，如果上一阶段命令还未完成，执行步骤6；

步骤5：执行线程判断下一个任务阶段的机器人执行体，是否准备就绪，如果准备就绪，发送本阶段的阶段结束命令，并将下一阶段指定为当前阶段，转入步骤7；如果没有准备就绪，转入步骤6；

步骤6：将当前未完成的任务放回执行队列，并且返回步骤4；

步骤7:返回步骤1。

而且，所述建立初始化三维立体网状路径图的方法包括以下处理步骤：

⑴获得存储区域的存储位图纸；

⑵建立存储点：取每个存储位中心点作为存储点；

⑶建立路点：非存储区域与存储点区域大小相同的可行走区域的中心点作为路点，该路点包括巷道路点、车辆存取间路点、电梯机器人路点；

⑷建立连通性：将具有连通性的两个相邻点进行连线构成初始化网状路径图，所述的连通性包括同一个楼层的两个相邻存储点之间、存储点和路点之间以及不同楼层的电梯机器人路点之间。