青岛哈尔滨工程大学创新发展中心闫金金获国家专利权
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龙图腾网获悉青岛哈尔滨工程大学创新发展中心申请的专利基于正六边形栅格地图的多机器人任务区域分配方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119311013B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-11发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411864436.5,技术领域涉及:G05D1/43;该发明授权基于正六边形栅格地图的多机器人任务区域分配方法是由闫金金;陈可;凌微;黄如恩;瞿明骁;代名扬;刘一博;杜永康;程心怡;石佳鑫设计研发完成,并于2024-12-18向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于正六边形栅格地图的多机器人任务区域分配方法在说明书摘要公布了:本发明公开了基于正六边形栅格地图的多机器人任务区域分配方法,包括以下步骤:步骤1:基于正六边形栅格化任务区域,以正六边形单元格为单位,将整个任务区域建模为正六边形栅格地图;步骤2:基于波前距离原理,计算初始波前距离矩阵,根据机器人成员的初始位置,计算正六边形栅格地图上到其它未被占用网格的波前距离矩阵;本发明中,该方案能够满足二维环境中多机器人任务区域分配的三个需求,即按比例分配、子区域内全连通以及全覆盖,此外,该方法可以显著提高地图覆盖率和任务分配效率,这样合理的任务区域分配方法不仅能够提升机器人执行任务的整体效能,还有助于优化资源利用,从而更好地满足全覆盖任务的需求。
本发明授权基于正六边形栅格地图的多机器人任务区域分配方法在权利要求书中公布了:1.基于正六边形栅格地图的多机器人任务区域分配方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1:基于正六边形栅格化任务区域,以正六边形单元格为单位,将整个任务区域建模为正六边形栅格地图; 步骤2:基于波前距离原理,计算初始波前距离矩阵,根据机器人成员的初始位置,计算正六边形栅格地图上到其它未被占用网格的波前距离矩阵; 步骤3:任务区域的初始分配,根据多机器人成员对应的决策矩阵,得到初始分配结果; 步骤4:误差校正,以任务区域和上一步的初始分配结果为依据,计算误差矩阵,调整每个机器人相应的决策矩阵,最终使得任务分配区域满足按比例分配、子区域内全连通和全覆盖的要求; 所述步骤1,正六边形网格建立采用的是纵向坐标系,纵向坐标系可以通过简单的数学公式计算两个单元之间的距离; 假设机器人的直径为d,正六边形的边长对整个任务分配区域进行正六边形栅格化,每个正六边形网格的位置是由纵向坐标q和横向坐标r来确定的,每个网格可以用正六边形的中心位置的坐标索引x,y表示: 对每个正六边形单元在正六边形中心位置将0到2π进行等间距角度分隔,计算顶点坐标,可通过计算每个角度的正弦和余弦值得到,每个角度对应正六边形的一个顶点: hex_coords=size×cosangle,size×sinangle 2 根据每个正六边形中心位置和正六边形顶点,任务区域被初始化为整个正六边形网格地图,栅格地图的行数和列数分别为rows和cols,整个任务区域L为: 建立的正六边形网格每个单元的相邻单元分布具有规律性,对于坐标为x,y的栅格,相邻的六个栅格分别为Ax,y+1,Bx-1,y,Cx-1,y-1,Dx,y-1,Ex+1,y,Fx+1,y+1; 未被障碍物占据的网格将用于进一步分配,表示为P: 其中Gridall代表所有网格,Gridobs代表被障碍物占据的网格; 根据每个机器人的任务执行能力,可以计算分配比率每个机器人的预期分配的网格数是: 其中nr为机器人数量,Ci表示在任务总量按机器人的任务执行能力分配给各机器人时,第i个机器人分配的比例,分配比例总和为1,即
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