1.一种基于栅格地图的多移动机器人平衡防死锁路径规划方法,其特征在于,所述多个移动机器人使用相同的栅格地图,该方法包括步骤:(1)获取栅格地图和各移动机器人已规划的路径信息,对栅格地图进行预处理,预处理步骤为:对栅格地图中的所有栅格点进行编号;根据编码结果构建栅格点的一阶邻接矩阵和方位矩阵;
一阶邻接矩阵为:
方位矩阵为:
其中,i和j均表示栅格点的编号,N为栅格地图中栅格点的总数, 表示从栅格点i到栅格点j的最短距离, 表示栅格点i与栅格点j之间的方位角;
的取值为:
的取值为:
(2)统计各栅格点的交通流量,构成流量矩阵:
F=[f(i)]1×N
其中,f(i)表示栅格点i处的交通流量,即已经规划的路径中经过栅格点i的机器人的数量;
(3)根据已规划的路径,重置一阶邻接矩阵:当已规划的路径中存在从栅格点i到栅格点j的路径,则将一阶邻接矩阵中的元素 的值设置为∞;
(4)以每个移动机器人当前所处的位置s为源点,根据流量矩阵和重置后的邻接矩阵,采用改进的Dijkstra算法为每个移动机器人规划一条从移动机器人当前位置s至目标栅格点d的最优路径。
2.根据权利要求1所述的一种基于栅格地图的多移动机器人平衡防死锁路径规划方法,其特征在于,所述步骤(4)中采用改进的Dijkstra算法进行路径规划的具体步骤为:
1)参数设置:设置栅格点集合VS和VD,VD=V/VS,V为所有栅格点的集合;设置最优路径矩阵P,P=[psi]1×N,psi表示源点s至栅格点i的最优路径;设置权值矩阵T,T=[ti]1×N,ti表示栅格点i的权值,
2)参数初始化,初始化VS={s},VD={i|i∈V且i≠s},pss={s},
3)搜索VD中拥有最小权值的栅格点k, 将栅格点k从VD移入VS中,即更新VS=VS∪{k},VD=VD/{k},psk={s,k}, 转入步骤4);
4)更新VD中每个栅格点n的权值、最优路径和一阶邻接矩阵:权值更新公式为:
其中,θ为转向系数,θ的计算公式为:
dmk为路径psk最后两个栅格点m、k之间的方位角;w为转向时间系数,w=TT/TD,TT为机器人在栅格点减速、转弯并加速到额定速度的平均时间,TD为机器人通过一个栅距的平均时间;
根据栅格点n的最优路径psn为:
5)步骤4)完成后,搜索更新后的VD中拥有最小权值的栅格点k,更新VS=VS∪{k},VD=VD/{k}, 判断是否满足k=d,若满足,则输出最优路径psd,结束路径规划;否则,转入步骤4)。