[发明专利]基于Voronoi图的群组机器人自组装路径规划方法

权利要求书

1.一种基于Voronoi图的群组机器人自组装路径规划方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤1：得到目标配置，基于目标配置确认所有目标点的坐标位置、所有机器人的初始位置及可活动区域；

步骤2：若当前所有机器人到达各自对应目标点的坐标位置处，则算法结束，否则，进行下一步；

步骤3：采用匈牙利算法为每个机器人分配目标点；

步骤4：根据当前所有机器人的所在位置，在可活动区域内生成Voronoi图；

步骤5：判断每个目标点是否在对应机器人所在的单元内，如是，则直接将机器人移动到目标点，否则，获得当前机器人到对应目标点的连线，取连线与当前机器人所在的单元的交点，将当前机器人移动到所述交点；当所有机器人移动完后，返回到步骤2。

2.根据权利要求1所述的一种基于Voronoi图的群组机器人自组装路径规划方法，其特征在于：所述步骤3中，采用匈牙利算法为每个机器人分配目标点包括以下步骤：

步骤3.1：建立资源分配的效益矩阵Z₀，Z₀为n*n的矩阵；

步骤3.2：将Z₀以行为单位，每行减去当前行中最小的元素，得到Z₁，Z₁中每行均有至少一个0元素；

步骤3.3：将Z₁以列为单位，每列减去当前列中最小的元素，得到Z₂，Z₂中每列均有至少一个0元素；

步骤3.4：针对Z₂，从单个0元素的行或列开始，将其中的0元素变为Θ，将这个0元素所在列或行的其它0元素置为Φ，重复，直到处理完所有列或行的单个0元素；

步骤3.5：判断Z₂中是否还存在0元素，若否，进行下一步，否则，从剩余的0元素最少的行开始，如果0元素不止一个，将标志位Flag置为1并随机取其中的一个0元素置为Θ，然后将同行同列的其它0元素置为Φ，重复步骤3.5；

步骤3.6：若Θ元素的数目m与n相等，则将所有Θ元素所在位置的元素置为1，其他位置的元素置为0，记为指派矩阵X，进行步骤4；否则，进行下一步；

步骤3.7：记录没有Θ元素的行的行坐标，记为集合M，记录M的行中含有Φ元素的列的列坐标，记为集合N，记录集合N包含的列中Θ元素的所在行的行坐标，记录于集合M中，重复，直到满足条件的行坐标和列坐标全部收录于集合M或集合N中；

步骤3.8：将没有记录于集合M的行的个数与记录于集合N中的列的个数之和记为l，若l＜n，则进行下一步，若l＝n，判断Flag是否为1，若是，则返回步骤3.5并以步骤3.3得到的Z₂重新操作，若否，则返回步骤3.4，将处理方式改为列处理或行处理；

步骤3.9：定义M_i∈M，N_i∈N，i∈[1,n]，取矩阵中非的矩阵元素中的最小值，记为a，其中，非指非Z₂矩阵中横纵坐标由(M_i,N_i)组成的矩阵元素；对所有非M_i行的非0元素减去a，对所有N_i列的非0元素加上a，将矩阵中的Θ元素和Φ元素变回0元素，将更新后的矩阵传送回步骤3.4中。

3.根据权利要求2所述的一种基于Voronoi图的群组机器人自组装路径规划方法，其特征在于：若步骤3.8中，l＝n且Flag为1，则返回步骤3.5后，当Z₂中还存在0元素时，从剩余的0元素不止一个且数量最少的行中随机取出并置为Θ的0元素与所有之前取出的不同。