多異步啟動(dòng)的車式移動(dòng)機(jī)器人協(xié)同運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法研究和實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來，關(guān)于在公共環(huán)境內(nèi)多車式移動(dòng)機(jī)器人協(xié)同運(yùn)動(dòng)規(guī)劃課題的研究受到廣泛關(guān)注，并應(yīng)用到交通系統(tǒng)、軍事、物流運(yùn)輸和社會(huì)生活等領(lǐng)域。在某些特殊應(yīng)用背景下，車式移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)是由上級調(diào)度系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的，這導(dǎo)致它們的啟動(dòng)時(shí)間可能不同。另外，不同車式移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)任務(wù)也可能有著不同的緊急程度。因此，與常見的本類研究課題相比，本文額外引入了兩個(gè)新的輸入條件:車式移動(dòng)機(jī)器人啟動(dòng)時(shí)間和通行優(yōu)先級。具體來說，本文研究期望通過設(shè)置合理的規(guī)劃法則，保證車式移動(dòng)

2、機(jī)器人群異步啟動(dòng)且獨(dú)立地運(yùn)動(dòng)到達(dá)指定目標(biāo)點(diǎn)，減少乃至完全避免其在運(yùn)動(dòng)過程中與公共環(huán)境中靜態(tài)障礙物及其他車式移動(dòng)機(jī)器人發(fā)生碰撞。同時(shí)，使得高通行優(yōu)先級機(jī)器人能盡早地完成運(yùn)動(dòng)任務(wù)。
　　本文提出了一個(gè)具有中央調(diào)度、動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)等特性的多車式移動(dòng)機(jī)器人協(xié)同運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法。算法將運(yùn)動(dòng)規(guī)劃過程分為兩個(gè)階段:避開靜態(tài)障礙物的軌跡規(guī)劃階段和避開其他車式移動(dòng)機(jī)器人的軌跡執(zhí)行階段。常規(guī)意義下的第二階段中，車式移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)方案是完全沿著第一階段所得軌

3、跡推進(jìn)至對應(yīng)目標(biāo)點(diǎn)。但在本文中，作為本文核心內(nèi)容，第二階段還將不定期地進(jìn)行單次調(diào)度配置最新的運(yùn)動(dòng)方案，即感知車式移動(dòng)機(jī)器人群在未來一段時(shí)間內(nèi)按照當(dāng)前運(yùn)動(dòng)方案推進(jìn)將產(chǎn)生的碰撞結(jié)果，并視需求在部分車式移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)插入不等長的“暫停時(shí)長”。單次調(diào)度完畢后，車式移動(dòng)機(jī)器人群將按照最新的運(yùn)動(dòng)方案繼續(xù)推進(jìn)。
　　在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上得到的仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，本文算法對于實(shí)現(xiàn)中等數(shù)量（幾十個(gè)）的車式移動(dòng)機(jī)器人群間的協(xié)同運(yùn)動(dòng)規(guī)劃效果良好，符合算