[发明专利]一种用于大型部件协作搬运的多机器人导航方法

说明书

本发明公开了一种用于大型部件协作搬运的多机器人导航方法，包括步骤：S1、获取多机器人运动的起点位置ssubgt;0/subgt;＝(psubgt;x0/subgt;,psubgt;y0/subgt;)、终点位置ssubgt;g/subgt;＝(gsubgt;x/subgt;,gsubgt;y/subgt;)和运动场景中的障碍物信息ssubgt;o/subgt;；S2、根据所需搬运物体形状设计多机器人编队的队形，并获取各机器人之间的相对位置约束；S3、建立深度神经网络，所述深度神经网络的输入为多机器人编队的状态，输出为多机器人编队的执行动作；S4、使用PPO算法对所述深度神经网络进行训练；S5、将多机器人编队的状态输入训练好的Actor网络，得到每一步的动作，进而得到多机器人编队从起点到终点的导航路径。该方法能够根据环境和多机器人之间的距离约束获取多机器人编队的导航路径和姿态。

技术领域

本发明属于移动机器人技术领域，具体涉及一种多机器人编队协作搬运大型部件的导航方法。

背景技术

大型装备的生产和运输过程中，通常需要搬运大型部件。大型部件搬运系统大量应用于船舶制造、大型飞机制造、混凝土管桩生产等多个领域。现有的大型部件搬运设备主要由吊装设备和顶升平移机构成。大型部件由吊装设备吊装，由顶升平移机构搬运，因此现有的搬运过程路径较为固定。当运送起点或者终点发生变化时，需要重新铺设轨道，造成效率低、成本高的问题。另一种可行的方案是采用多机器人协作搬运的方式，采用多个机器人共同支承一个目标对象，通过机器人之间的协同运动控制来保证组群移动的一致性，实现目标对象的移动。多机器人协作搬运的导航与避障一般采用电磁感应、激光、或者视觉的方式设置引导路径的方式去实现，但当环境发生改变时需要重新铺设导引路径，效率比较低下。此外，还有一种方式是通过传统的单机器人导航与避障算法获取导航路径，再通过算法解算出多机器人的位姿，但是此种方法一方面较为复杂，另一方面存在单机器人的导航路径在多机器人时无法适用的情况，即多机器人在协作搬运时，每个机器人之间的位置与运动存在约束，单机器人可以通过的路径在多机器人时可能无法通过。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于大型部件协作搬运的多机器人导航方法，该方法能够根据环境和多机器人之间的距离约束获取多机器人编队的导航路径和姿态。

技术方案：本发明采用如下技术方案：

一种用于大型部件协作搬运的多机器人导航方法，包括步骤：

S1、获取多机器人运动的起点位置s₀＝(p_x0,p_y0)、终点位置s_g＝(g_x,g_y)和运动场景中的障碍物信息s_o；所述障碍物信息s_o＝[(o_x1,o_y1),(o_x1,o_y1),…,(o_xN,o_yN)]；(o_xn,o_yn)表示障碍物边缘采样点坐标，1≤n≤N，N表示障碍物边缘采样点总数；

S2、根据所需搬运物体形状设计多机器人编队的队形，并获取各机器人之间的相对位置约束；

S3、建立深度神经网络，所述深度神经网络的输入为多机器人编队的状态，输出为多机器人编队的执行动作；