本發(fā)明涉及機(jī)器人運(yùn)動(dòng)路徑規(guī)劃技術(shù)，尤其涉及一種通過(guò)調(diào)度系統(tǒng)與機(jī)器人之間協(xié)同規(guī)劃運(yùn)動(dòng)路徑的方法及系統(tǒng)、存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、在傳統(tǒng)的無(wú)人貨運(yùn)機(jī)器人調(diào)度系統(tǒng)下，前提假設(shè)都是機(jī)器人會(huì)嚴(yán)格依照規(guī)劃的路徑導(dǎo)航運(yùn)行，比如基于解沖突的?cbs、基于優(yōu)先級(jí)的pbs，或者基于深度學(xué)習(xí)的調(diào)度系統(tǒng)。但是如果機(jī)器人不按照調(diào)度下發(fā)的路徑去運(yùn)行，則易導(dǎo)致機(jī)器人之間出現(xiàn)異常阻擋，甚至兩車相撞的安全事故。

2、以貨運(yùn)機(jī)器人為例，如果當(dāng)前機(jī)器人的目標(biāo)點(diǎn)是通過(guò)自身傳感器識(shí)別獲得，并且機(jī)器人以自主規(guī)劃路徑方式去取貨，此時(shí)若目標(biāo)點(diǎn)相鄰位置處有其他機(jī)器人時(shí)，傳統(tǒng)的調(diào)度系統(tǒng)不會(huì)考慮機(jī)器人取貨偏離線路時(shí)，會(huì)被附近其他機(jī)器人阻擋報(bào)錯(cuò)的問(wèn)題，而這種情況會(huì)影響多車調(diào)度效率，更嚴(yán)重的是，當(dāng)機(jī)器人取貨時(shí)，由于傳感器的盲區(qū)，還可能會(huì)導(dǎo)致機(jī)器人之間的碰撞，從而引發(fā)安全事故。

3、另外在某些場(chǎng)景下，當(dāng)機(jī)器人為了規(guī)避障礙行駛在調(diào)度線路之外時(shí)，在回到設(shè)定線路上的過(guò)程中，也會(huì)需要自主規(guī)劃一條回歸路徑。而傳統(tǒng)調(diào)度系統(tǒng)的方案，也無(wú)法考慮自主規(guī)劃的路徑，和其他機(jī)器人是否存在相撞的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種機(jī)器人運(yùn)動(dòng)路徑協(xié)同規(guī)劃方法及系統(tǒng)、存儲(chǔ)介質(zhì)，以使機(jī)器人與調(diào)度系統(tǒng)間能夠協(xié)同規(guī)劃出路徑安全區(qū)域，解決機(jī)器人間出現(xiàn)異常阻擋、碰撞問(wèn)題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種機(jī)器人運(yùn)動(dòng)路徑協(xié)同規(guī)劃方法，步驟包括：

3、調(diào)度系統(tǒng)規(guī)劃?rùn)C(jī)器人任務(wù)路徑，及對(duì)應(yīng)所需的安全空間a；

4、機(jī)器人根據(jù)任務(wù)路徑，識(shí)別目標(biāo)點(diǎn)，規(guī)劃前往目標(biāo)點(diǎn)的實(shí)際路徑，并在判斷安全空間a滿足實(shí)際路徑的空間要求時(shí)，回復(fù)調(diào)度系統(tǒng)并執(zhí)行任務(wù)路徑，否則向調(diào)度系統(tǒng)提案對(duì)應(yīng)實(shí)際路徑所需的安全空間b；

5、當(dāng)調(diào)度系統(tǒng)判斷安全空間b不與其它機(jī)器人的安全空間c沖突時(shí)，允許機(jī)器人執(zhí)行實(shí)際路徑，否則取消當(dāng)前機(jī)器人任務(wù)。

6、在可能的優(yōu)選實(shí)施方式中，其中安全空間a的規(guī)劃步驟包括：

7、根據(jù)機(jī)器人放量車體尺寸建立包圍盒a；將任務(wù)路徑按預(yù)設(shè)間隔離散成多個(gè)點(diǎn)；計(jì)算包圍盒a定位中心在每個(gè)離散點(diǎn)上時(shí)的輪廓多邊形，并將各多邊形集合作為安全空間a。

8、在可能的優(yōu)選實(shí)施方式中，其中安全空間a的規(guī)劃步驟包括：

9、根據(jù)機(jī)器人放量車體尺寸建立包圍盒a；將任務(wù)路徑按預(yù)設(shè)間隔離散成多個(gè)點(diǎn)；計(jì)算包圍盒a定位中心在每個(gè)離散點(diǎn)上時(shí)的輪廓多邊形；掃描所有多邊形取最小凸包作為安全空間a。

10、在可能的優(yōu)選實(shí)施方式中，其中判斷安全空間a是否滿足實(shí)際路徑的空間要求的步驟包括：

11、根據(jù)機(jī)器人參考車體尺寸建立包圍盒b；將實(shí)際路徑按與任務(wù)路徑相同的預(yù)設(shè)間隔離散成多個(gè)點(diǎn)；計(jì)算包圍盒b定位中心在每個(gè)離散點(diǎn)上時(shí)的輪廓多邊形，并將各多邊形集合作為安全空間b；

12、按實(shí)際路徑及任務(wù)路徑上各離散點(diǎn)順序，依次判斷安全空間b中各多邊形皆處于安全空間a的各多邊形包圍之內(nèi)時(shí)，認(rèn)為安全空間a滿足實(shí)際路徑的空間要求。

13、在可能的優(yōu)選實(shí)施方式中，其中判斷安全空間a是否滿足實(shí)際路徑的空間要求的步驟包括：

14、根據(jù)機(jī)器人參考車體尺寸建立包圍盒b；將實(shí)際路徑按預(yù)設(shè)間隔離散成多個(gè)點(diǎn)；計(jì)算包圍盒b定位中心在每個(gè)離散點(diǎn)上時(shí)的輪廓多邊形，掃描所有多邊形取最小凸包作為安全空間b，其中參考車體尺寸小于放量車體尺寸；

15、判斷安全空間b中各個(gè)頂點(diǎn)皆在安全空間a內(nèi)時(shí)，認(rèn)為安全空間a滿足實(shí)際路徑的空間要求。

16、在可能的優(yōu)選實(shí)施方式中，其中判斷安全空間b是否與其它機(jī)器人的安全空間c沖突的步驟包括：

17、通過(guò)分離軸定理，依次判斷安全空間b中各多邊形與各安全空間c中的各多邊形是否存在重疊，若為是則認(rèn)為沖突。

18、在可能的優(yōu)選實(shí)施方式中，其中判斷安全空間b是否與其它機(jī)器人的安全空間c沖突的步驟包括：

19、通過(guò)分離軸定理檢測(cè)安全空間b與各安全空間c凸包對(duì)應(yīng)的凸多邊形之間，是否重疊，若為是則認(rèn)為沖突。

20、在可能的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)路徑協(xié)同規(guī)劃方法，其中步驟還包括：

21、當(dāng)調(diào)度系統(tǒng)規(guī)劃?rùn)C(jī)器人原地旋轉(zhuǎn)任務(wù)時(shí)，根據(jù)機(jī)器人放量車體尺寸建立包圍盒d，依據(jù)轉(zhuǎn)向及旋轉(zhuǎn)角度，取包圍盒d旋轉(zhuǎn)側(cè)最遠(yuǎn)頂點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)軌跡，以包圍盒d定位中心為圓心，建立扇形多邊形的安全空間d；

22、機(jī)器人根據(jù)原地旋轉(zhuǎn)任務(wù)，在當(dāng)前位置以參考車體尺寸建立包圍盒d1，依據(jù)轉(zhuǎn)向及旋轉(zhuǎn)角度，取包圍盒d1旋轉(zhuǎn)側(cè)最遠(yuǎn)頂點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)軌跡，以包圍盒d1定位中心為圓心，建立扇形多邊形的安全空間d1；

23、當(dāng)機(jī)器人判斷安全空間d1處于安全空間d之內(nèi)時(shí)，認(rèn)為安全空間d滿足原地旋轉(zhuǎn)的空間要求，回復(fù)調(diào)度系統(tǒng)并執(zhí)行，否則向調(diào)度系統(tǒng)提案安全空間d1；

24、當(dāng)判斷安全空間d1圓心到其它機(jī)器人的安全空間c的最短距離，小于安全空間d1扇形半徑時(shí)，認(rèn)為存在沖突，否則允許機(jī)器人執(zhí)行。

25、在可能的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)路徑協(xié)同規(guī)劃方法，其中步驟還包括：

26、機(jī)器人根據(jù)調(diào)度系統(tǒng)下達(dá)的原地旋轉(zhuǎn)任務(wù)，在當(dāng)前位置以參考車體尺寸建立包圍盒d1，依據(jù)轉(zhuǎn)向及旋轉(zhuǎn)角度，取包圍盒d1旋轉(zhuǎn)側(cè)最遠(yuǎn)頂點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)軌跡，以包圍盒d1定位中心為圓心，建立扇形多邊形的安全空間d1，并向調(diào)度系統(tǒng)提案；

27、當(dāng)調(diào)度系統(tǒng)檢測(cè)安全空間d1圓心到其它機(jī)器人的安全空間c的最短距離，小于安全空間d1扇形半徑時(shí)，認(rèn)為存在沖突，否則允許機(jī)器人執(zhí)行。

28、在可能的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)路徑協(xié)同規(guī)劃方法，其中步驟還包括：

29、機(jī)器人避障時(shí)，自主規(guī)劃回歸路徑后，向調(diào)度系統(tǒng)提案對(duì)應(yīng)回歸路徑所需的安全空間e，當(dāng)調(diào)度系統(tǒng)判斷安全空間e不與其它機(jī)器人的安全空間c沖突時(shí)，允許機(jī)器人執(zhí)行回歸路徑，否則令當(dāng)前機(jī)器人停止。

30、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，對(duì)應(yīng)上述方法示例，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種機(jī)器人運(yùn)動(dòng)路徑協(xié)同規(guī)劃系統(tǒng)，其包括：存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其中所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)，所述系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)如上任一項(xiàng)所述機(jī)器人運(yùn)動(dòng)路徑協(xié)同規(guī)劃方法的步驟。

31、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，對(duì)應(yīng)上述方法示例，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其中所述計(jì)算機(jī)程序被執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)如上任一項(xiàng)所述機(jī)器人運(yùn)動(dòng)路徑協(xié)同規(guī)劃方法的步驟。

32、通過(guò)本發(fā)明提供的該機(jī)器人運(yùn)動(dòng)路徑協(xié)同規(guī)劃方法及系統(tǒng)、存儲(chǔ)介質(zhì)，巧妙的利用了代表機(jī)器人自身尺寸的包圍盒來(lái)建立安全空間，?以將傳統(tǒng)的規(guī)劃路線轉(zhuǎn)換為機(jī)器人實(shí)際行駛時(shí)所需的運(yùn)動(dòng)空間，從而為機(jī)器人與調(diào)度系統(tǒng)之間精確協(xié)同復(fù)驗(yàn)調(diào)度任務(wù)的可行性打下了基礎(chǔ)。同時(shí)本方案還設(shè)計(jì)允許機(jī)器人在聽(tīng)從調(diào)度系統(tǒng)調(diào)度的同時(shí)，能夠單機(jī)自主規(guī)劃路徑及安全空間，并在復(fù)驗(yàn)調(diào)度任務(wù)不可行時(shí)，向調(diào)度系統(tǒng)自主提案，從而保證了機(jī)器人與調(diào)度系統(tǒng)之間，能夠相互協(xié)同驗(yàn)證規(guī)劃路徑的可靠性，確保規(guī)劃路徑更符合現(xiàn)場(chǎng)狀況，從而保障機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)時(shí)的安全性及可靠性，以解決傳動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)與機(jī)器人間因無(wú)協(xié)同，而易出現(xiàn)的異常阻擋、碰撞等安全問(wèn)題。