發(fā)布時(shí)間：2021-11-28 14:01

　　針對(duì)多倉(cāng)儲(chǔ)移動(dòng)機(jī)器人協(xié)同作業(yè)問(wèn)題,提出了一種基于全局規(guī)劃和局部調(diào)整的路徑規(guī)劃方法,以獲得較短、無(wú)碰、避障的可行路徑.在路徑規(guī)劃時(shí)根據(jù)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)到終點(diǎn)的距離和局部路徑與起點(diǎn)至終點(diǎn)的歐氏路徑的夾角設(shè)計(jì)新啟發(fā)式函數(shù),驅(qū)使機(jī)器人沿最短路行進(jìn);根據(jù)可選節(jié)點(diǎn)的數(shù)量提出避障規(guī)則,提高避障能力;依據(jù)路徑長(zhǎng)度對(duì)信息素進(jìn)行比較更新,以精煉搜索空間、提高收斂性能,對(duì)蟻群算法加以改進(jìn)尋找各自最優(yōu)路徑.在作業(yè)避碰時(shí)設(shè)計(jì)避碰規(guī)則有效解決倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人間作業(yè)碰撞,找到最優(yōu)或近優(yōu)路徑組合.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了本方法的可行性、有效性. 

【文章來(lái)源】：信息與控制. 2019,48(01)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

柵格模型圖

出機(jī)器人與障礙物無(wú)碰撞的路徑P1，P2，…，Pi．作業(yè)避碰層實(shí)質(zhì)是消除機(jī)器人間的碰撞找到路徑P'1，P'2，…，P'i．2基于蟻群算法的路徑規(guī)劃二維平面柵格化后，利用機(jī)器人配備的傳感器及時(shí)獲取環(huán)境信息，將障礙物做膨化處理占據(jù)有限個(gè)柵格．倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人利用柵格信息進(jìn)行路徑規(guī)劃，已知起點(diǎn)位置坐標(biāo)Si(X0，Y0)，終點(diǎn)坐標(biāo)Ei(X1，Y1)，在點(diǎn)S、E間尋找到滿足約束條件最優(yōu)路徑(如圖2所示)．多倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人協(xié)同路徑規(guī)劃與作業(yè)避碰首先對(duì)各倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人進(jìn)行路徑規(guī)劃．圖2基于柵格模型的路徑規(guī)劃示意圖Fig．2Diagramofpathplanningbasedonthegridmodel2．1路徑規(guī)劃模型構(gòu)建在路徑規(guī)劃數(shù)學(xué)模型中，機(jī)器人i路徑Pi由一組柵格序號(hào)構(gòu)成的向量表示Pi=(pi1，pi2，…，pil)，則路徑總長(zhǎng)度為1期夏清松，等:多倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人協(xié)同路徑規(guī)劃與作業(yè)避碰32

選節(jié)點(diǎn)形成向量b與x軸正半軸的夾角，θ表示b與a的夾角．a(chǎn)、b、φ1、φ2的求取如式(11)～式(14)所示:a=(XE－XS，YE－YS)(11)b=(Xj－Xi，Yj－Yi)(12)φ1=arccosa·c|a|(13)φ2=arccosb·c|b|(14)式中，當(dāng)前節(jié)點(diǎn)i坐標(biāo)(Xi，Yi)，起點(diǎn)S坐標(biāo)(XS，YS)，終點(diǎn)E坐標(biāo)(XE，YE)，c表示x正半軸的單位向量，c=［1，0］T．由幾何原理可知，任意兩點(diǎn)間直線距離最短，當(dāng)沿著該直線行走則路徑最優(yōu)(如圖3所示)．f1反映了螞蟻在路徑選擇的整體趨勢(shì)中是沿著起點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)之間的歐氏路線的附近行走．因此，路徑逼近于歐氏距離，有利于尋找最優(yōu)路徑．圖3路徑示意圖Fig．3Schematicdiagramofthepath2．3終點(diǎn)導(dǎo)向函數(shù)設(shè)計(jì)尋徑的初始時(shí)刻，各路徑上信息素是等量的．因此，在初期各路徑上信息素量差異較小螞蟻處于游離態(tài)，尋徑困難．為此，引入終點(diǎn)導(dǎo)向函數(shù)引導(dǎo)螞蟻尋徑，保證可行解，減少搜索時(shí)間，如式(15)所示:f2=1djE(15)已知可選節(jié)點(diǎn)j坐標(biāo)(Xi，Yj)，終點(diǎn)E坐標(biāo)(XE，YE)，式(15)可寫(xiě)成式(16):f2=1(Xj－XE)2+(Yj－YE)槡2(16)新啟發(fā)式函數(shù)ηij:ηij=f1·f2=acosθ(Xj－XE)2+(Yj－YE)槡2(17)螞蟻在尋徑時(shí)以終點(diǎn)為導(dǎo)向沿著歐氏路線附近行走可確保找到可行路徑，減少搜索時(shí)間，路徑更優(yōu)，提高算法收斂性能．2．4信息素更新輪盤(pán)賭選擇隨機(jī)性大螞蟻不能在較短時(shí)間內(nèi)完成一次路徑搜索．因此，為了能在路徑搜索過(guò)程中更好地凸顯較好的路徑，降低選擇較差路徑的概率，

【參考文獻(xiàn)】：
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