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专利号: 2019112163977
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于改进天牛须算法的多机器人路径规划方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:步骤1:以任一机器人为一个节点,设定节点个数为m、插值点个数为c,以任一节点的横坐标x和纵坐标y为粒子维度(x,y);设定迭代计数值t=0、最大迭代次数MaxIt;

步骤2:初始化步长变化上限stepmax和步长变化下限stepmin、搜索半径dl;

步骤3:计算当前节点的适应度值f;

步骤4:若t<MaxIt,则继续下一步,否则结束路径规划,输出当前适应度值;

步骤5:将任一下一个节点的坐标位置赋值到(x,y),生成天牛朝向,得到天牛须的两个坐标为 及 将所述两个坐标带入到基于x和y的差值公式,计算新的适应度值f’,将f’与f进行比较,保留两者中较小的值并更新对应的节点坐标,记适应度值为f,其中, 为调优后的常量,xo和yo为生成天牛须的另一点的横坐标和纵坐标;

步骤6:t=t+1,返回步骤4。

2.根据权利要求1所述的一种基于改进天牛须算法的多机器人路径规划方法,其特征在于:所述步骤3中,适应度值f=f+mean(v),其中,k∈[1,nobs],xx和yy分别为插值点的横坐标和纵坐标,xobs和yobs分别为障碍物的横坐标和纵坐标,robs为障碍物的半径,xobs、yobs和robs分别为一行nobs列的矩阵,mean(v)为所述矩阵的平均值。

3.根据权利要求2所述的一种基于改进天牛须算法的多机器人路径规划方法,其特征在于:所述插值点坐标由节点坐标以及端点确定,采用三次样条插值函数生成类曲线,为规划路径。

4.根据权利要求3所述的一种基于改进天牛须算法的多机器人路径规划方法,其特征在于:所述插值点坐标由以下步骤求得:步骤3.1:令(xi,yi)为节点坐标,节点为n个;

步骤3.2:插值Si(xi)=yi,根据连续性,有Si(xi+1)=yi+1,其中,i=0,1,...,n-1;

步骤3.3:由微分连续性,S′i(xi+1)=S′i+1(xi+1),S″i(xi+1)=S″i+1(xi+1),其中,i=0,

1,...,n-2;

步骤3.4:得到样条曲线Si(xi)=ai+bi(x-xi)+ci(x-xi)2+di(x-xi)3,则有S′i(x)=bi+2ci(x-xi)+3di(x-xi)2,S″i(x)=2ci+6di(x-xi),其中,ai、bi、ci、di为四个常量;

步骤3.5:令步长hi=xi+1-xi,由步骤3.2得到ai=yi,由步骤3.3得到

S′i+1(xi+1)=bi+1+2ci(xi+1-xi+1)+3di(xi+1-xi+1)2=bi+1,

2ci+6hidi-2ci+1=0;

步骤3.6:令mi=S″i(xi)=2ci,则由步骤3.5得步骤3.7:令S″=0,则m0=0,mn=0,则联立得到方程组步骤3.8:求得yi的值,进而得到对应的坐标(xi,yi),i=0,1,…,n-1。

5.根据权利要求2所述的一种基于改进天牛须算法的多机器人路径规划方法,其特征在于:若适应度值f≠0,则该路径与障碍物没有发生碰撞,否则发生了碰撞。

6.根据权利要求1所述的一种基于改进天牛须算法的多机器人路径规划方法,其特征在于:所述步骤5中,天牛朝向为在半径为1的圆上找一个点(xo,yo),将点(xo,yo)的坐标乘以 得到