[发明专利]一种混合的分布式的多机器人系统的运动控制方法

权利要求书

1.一种混合的分布式的多机器人系统的运动控制方法，其特征在于，所述混合的分布式的多机器人系统的运动控制方法包括以下步骤：

第一步，机器人沿预定路径的运动被描述为一个变迁系统，监督策略预测当前变迁的触发是否会导致碰撞或死锁；

第二步，基于模型预测控制的连续控制组件采用序列凸规划；该组件可以计算出一个最优速度，使机器人在不停的情况下尽可能平稳地移动到下一个状态；

第三步，每个机器人只与邻近的机器人通信，独立地执行自己的算法。

2.如权利要求1所述的混合的分布式的多机器人系统的运动控制方法，其特征在于，所述第一步中每个机器人的运动路径是闭合的。

3.如权利要求1所述的混合的分布式的多机器人系统的运动控制方法，其特征在于，所述第一步中在多机器人系统中，机器人的路径会与同一系统中其他机器人的路径有碰撞集，通过合并重叠的碰撞集，每个机器人的路径划分为碰撞段和无碰撞段；每个碰撞段抽象为一个离散状态，称为碰撞状态；无碰撞段被抽象为一组无碰撞状态，机器人在每个状态下都能检测到该状态所在的段；用表示碰撞状态的集合，用表示无碰撞状态的集合，则

用s_i表示机器人r_i现在的状态，Pre_i(s_i)和Pos_i(s_i)分别表示s_i的前一状态和后一状态，(Pre_i(s_i),s_i)和(s_i,Pos_i(s_i))分别表示s_i的前一状态到s_i状态的变迁，s_i状态到其下一状态的变迁；在离散控制阶段的任务就是确定r_i的当前变迁是否可以触发，判断当前的变迁是否会造成碰撞或者死锁并且制定相应的执行方案避免碰撞和死锁。

4.如权利要求3所述的混合的分布式的多机器人系统的运动控制方法，其特征在于，在轨迹中发生碰撞就意味着在同一个状态当中同时存在多个机器人，每个机器人存储一组表示其碰撞状态的本地信号，用Sign_i表示机器人r_i的路径当中碰撞状态的信号；如果s被另外的机器人占用，则Sign_i(s)＝1，否则Sign_i(s)＝0；机器人r_i通过获取下一状态的信号来判定当前的触发是否会造成碰撞，做出相应的决策行为。

5.如权利要求3所述的混合的分布式的多机器人系统的运动控制方法，其特征在于，机器人r_i死锁在状态s存在机器人r₁,...,r_k，使得Pos_i(s_i)＝s_cur,1,Pos_j(s_cur,j)＝s_cur,j+1,...,Pos_k(s_cur,k)＝s，其中s_cur,j表示机器人r_j现在的状态；避免死锁，一个机器人需要与邻近的机器人通信获取现在的状态；首先，r_i检查状态如果cs_i被一个机器人r_j1占用；然后r_j1检查状态同样的，如果cs_j1被另一个机器人r_j2占用；然后r_j2检查状态Pos_j1(cs_j1)；一直持续到存在某一个机器人，其下一个状态被机器人r_i占用或者没有被任何机器人占用；

机器人与其他机器人协商确定哪个机器人优先触发；用(s(i),p(i),v(i),Lr(i))表示机器人r_i的姿态，其中s(i)表示现在所处的状态，p(i)表示在此状态中的位置，v(i)是现在的速度，Lr(i)是p(i)到s(i)末尾的长度。