本發(fā)明屬于巡檢機(jī)器人，具體的說(shuō)是一種多巡檢機(jī)器人路線協(xié)同控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著科技的進(jìn)步，多機(jī)器人巡邏系統(tǒng)在安防監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測(cè)等多個(gè)行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。這類系統(tǒng)通常由多個(gè)自主移動(dòng)的機(jī)器人組成，協(xié)同完成特定區(qū)域的巡邏任務(wù)。

2、現(xiàn)階段，多巡檢機(jī)器人在執(zhí)行巡檢任務(wù)時(shí)，由于系統(tǒng)任務(wù)分配不均，巡檢路線設(shè)計(jì)不合理，可能會(huì)導(dǎo)致資源浪費(fèi)，或巡檢效率低下等問(wèn)題，針對(duì)上述問(wèn)題，現(xiàn)有公開(kāi)號(hào)為cn118376251a的專利公開(kāi)了一種多巡檢機(jī)器人的路線協(xié)同控制方法及系統(tǒng)，該方法包括：構(gòu)建多巡檢機(jī)器人組的狀態(tài)信息集，獲取預(yù)設(shè)巡檢區(qū)域內(nèi)的m個(gè)巡檢點(diǎn)位，結(jié)合機(jī)器人的初始位置進(jìn)行路線規(guī)劃，標(biāo)識(shí)重復(fù)路線組合，提取第一路線并與剩余路線進(jìn)行路線連接優(yōu)化，再執(zhí)行機(jī)器人續(xù)航合格校驗(yàn)，若通過(guò)，啟動(dòng)匹配機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)態(tài)障礙物檢測(cè)，最后，進(jìn)行路線協(xié)同優(yōu)化控制。通過(guò)本技術(shù)可以解決現(xiàn)有技術(shù)由于協(xié)同控制能力不足，不能精確的進(jìn)行路線規(guī)劃，導(dǎo)致巡檢效率低下，進(jìn)一步影響了巡檢的全面性、及時(shí)性，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)匹配機(jī)器人的路線協(xié)同優(yōu)化控制，提高了巡檢效率和安全性。

3、在上述現(xiàn)有技術(shù)中，控制多巡檢機(jī)器人的方法可以概括為，先基于所有待巡檢點(diǎn)位構(gòu)建多個(gè)第一路線，再統(tǒng)計(jì)分配至不同的第一路線中相同的巡檢機(jī)器人，將歸屬于同一個(gè)巡檢機(jī)器人的第一路線合并連接，構(gòu)成第一優(yōu)化路線，最后對(duì)第一優(yōu)化路線進(jìn)行續(xù)航校驗(yàn)，若通過(guò)，則按照第一優(yōu)化路線執(zhí)行巡檢任務(wù)，但是由于工廠內(nèi)的巡檢機(jī)器人位置固定，可能存在同一個(gè)巡檢點(diǎn)位與兩個(gè)巡檢機(jī)器人的距離相同，在構(gòu)建第一路線時(shí)，由于采用范圍的方式將多個(gè)巡檢點(diǎn)位分配至一個(gè)巡檢機(jī)器人，這也就導(dǎo)致可能存在一個(gè)巡檢點(diǎn)位同時(shí)存在于兩條第一優(yōu)化路線上，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致巡檢機(jī)器人的碰撞風(fēng)險(xiǎn)變大，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致多個(gè)巡檢機(jī)器人的巡檢路線變長(zhǎng)，進(jìn)而產(chǎn)生無(wú)法返航以及效率低下的問(wèn)題。

4、為此，本發(fā)明提供一種多巡檢機(jī)器人路線協(xié)同控制系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，解決背景技術(shù)中所提出的至少一個(gè)技術(shù)問(wèn)題。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：本發(fā)明所述的一種多巡檢機(jī)器人路線協(xié)同控制系統(tǒng)，包括：

3、狀態(tài)監(jiān)控模塊，用于記錄多巡檢機(jī)器人組中各巡檢機(jī)器人的狀態(tài)信息，所述狀態(tài)信息包括巡檢機(jī)器人編號(hào)、剩余電量及初始位置；

4、路線規(guī)劃模塊，用于獲取n個(gè)第一巡檢路線，且n個(gè)第一巡檢路線覆蓋所有巡檢點(diǎn)位；

5、路線優(yōu)化模塊，用于識(shí)別n個(gè)第一巡檢路線中巡檢機(jī)器人標(biāo)識(shí)重復(fù)的待巡檢點(diǎn)位，并將待巡檢點(diǎn)位首尾相接，得到m個(gè)第二巡檢路線；

6、路線調(diào)整模塊，用于標(biāo)記至少存在于兩個(gè)第二巡檢路線中的重復(fù)巡檢點(diǎn)位，并將任一第二巡檢路線中的重復(fù)巡檢點(diǎn)位刪除，得到h個(gè)第三巡檢路線；

7、續(xù)航校驗(yàn)?zāi)K，用于根據(jù)巡檢機(jī)器人的剩余電量及環(huán)境條件進(jìn)行續(xù)航校驗(yàn)，如果通過(guò)，則以h個(gè)第三巡檢路線、及匹配的h個(gè)巡檢機(jī)器人執(zhí)行巡檢任務(wù)。

8、優(yōu)選的，所述獲取第一巡檢路線的方法為：

9、獲取所有待巡檢點(diǎn)位；

10、根據(jù)距離巡檢點(diǎn)位最近的巡檢機(jī)器人生成n個(gè)第一巡檢路線；

11、其中n個(gè)第一巡檢路線均設(shè)置對(duì)應(yīng)的巡檢機(jī)器人編號(hào)，且n為大于0的整數(shù)。

12、優(yōu)選的，所述第二巡檢路線的獲取方法為：

13、將n個(gè)第一巡檢路線及對(duì)應(yīng)的n個(gè)巡檢機(jī)器人制成表格；

14、統(tǒng)計(jì)n個(gè)第一巡檢路線中巡檢機(jī)器人標(biāo)識(shí)重復(fù)的待巡檢點(diǎn)位數(shù)量；

15、將巡檢機(jī)器人標(biāo)識(shí)重復(fù)對(duì)應(yīng)的待巡檢點(diǎn)位合并為m個(gè)待巡檢集合；

16、根據(jù)電子地圖對(duì)m個(gè)待巡檢集合進(jìn)行路線編輯，采用首尾相接的方式得到m個(gè)第二巡檢路線；

17、其中，所述m個(gè)待巡檢集合覆蓋所有巡檢點(diǎn)位，且m為大于0的整數(shù)，且。

18、優(yōu)選的，所述根據(jù)電子地圖對(duì)m個(gè)待巡檢集合進(jìn)行路線編輯，采用首尾相接的方式得到m個(gè)第二巡檢路線的方法為：

19、以所述巡檢機(jī)器人所在位置為起點(diǎn)，以第二巡檢路線所包括的所有待巡檢點(diǎn)位構(gòu)建f個(gè)待確定路線；

20、對(duì)所述待確定路線進(jìn)行行駛路況信息、路線長(zhǎng)度的分析，獲取待確定路線的適應(yīng)度，包括：

21、獲取歷史數(shù)據(jù)，包括但不限于巡檢機(jī)器人歷史巡檢任務(wù)中的gps記錄、傳感器度數(shù)；

22、數(shù)據(jù)預(yù)處理，包括缺失值處理、異常值監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化；

23、構(gòu)建預(yù)測(cè)模型，構(gòu)建適應(yīng)度評(píng)估模型；

24、模型訓(xùn)練與驗(yàn)證，將歷史數(shù)據(jù)劃分為訓(xùn)練集、驗(yàn)證集及測(cè)試集，并采用交叉驗(yàn)證方法評(píng)估模型性能；

25、將待確定路線的特征輸入評(píng)估模型，得到待確定路線的適應(yīng)度。

26、所述待確定路線的特征包括路況信息、路線長(zhǎng)度，所述路況信息包括待確定路線中存在坡度的路段長(zhǎng)度及坡度；

27、比較f個(gè)待確定路線的適應(yīng)度，選擇適應(yīng)度最大的待確定路線作為第二巡檢路線。

28、優(yōu)選的，所述第三巡檢路線的獲取方法為：

29、獲取m個(gè)第二巡檢路線；

30、標(biāo)記m個(gè)第二巡檢路線中存在的重復(fù)巡檢點(diǎn)位；

31、計(jì)算存在同一重復(fù)巡檢點(diǎn)位的第二巡檢路線的適應(yīng)度；

32、將重復(fù)巡檢點(diǎn)位保留在適應(yīng)度最大值對(duì)應(yīng)的第二巡檢路線中，將重復(fù)巡檢點(diǎn)位從其他第二巡檢路線中刪除；

33、得到h個(gè)第三巡檢路線，其中h為大于0的整數(shù)，且。

34、優(yōu)選的，所述根據(jù)巡檢機(jī)器人的剩余電量及環(huán)境條件進(jìn)行續(xù)航校驗(yàn)的方法為：

35、獲取第三巡檢路線及與之匹配的巡檢機(jī)器人；

36、基于狀態(tài)監(jiān)控模塊獲取巡檢機(jī)器人的剩余電量；

37、基于歷史數(shù)據(jù)構(gòu)建巡檢機(jī)器人剩余電量與行駛里程的預(yù)測(cè)模型，包括：

38、數(shù)據(jù)收集，收集巡檢機(jī)器人的歷史行駛數(shù)據(jù)，包括任務(wù)開(kāi)始時(shí)的剩余電量、任務(wù)完成的電量消耗及行駛里程、路線特征以及環(huán)境條件；

39、數(shù)據(jù)預(yù)處理，包括缺失值處理、異常值監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化；

40、構(gòu)建預(yù)測(cè)模型，基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法構(gòu)建；

41、模型訓(xùn)練與驗(yàn)證，將歷史數(shù)據(jù)劃分為訓(xùn)練集、驗(yàn)證集以及測(cè)試集，用于對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練和驗(yàn)證；

42、將巡檢機(jī)器人的剩余電量及環(huán)境條件輸入預(yù)測(cè)模型，獲取可行駛里程預(yù)測(cè)結(jié)果；

43、將可行駛里程預(yù)測(cè)結(jié)果與第三巡檢路線長(zhǎng)度進(jìn)行比較：

44、當(dāng)可行駛里程預(yù)測(cè)結(jié)果大于第三巡檢路線長(zhǎng)度與返航路線長(zhǎng)度之和，則續(xù)航校驗(yàn)通過(guò)；反之不通過(guò)；

45、所述返航路線長(zhǎng)度為第三巡檢路線的終點(diǎn)與巡檢機(jī)器人初始位置的連線。

46、優(yōu)選的，當(dāng)所述巡檢機(jī)器人的續(xù)航校驗(yàn)不通過(guò)，基于路線調(diào)整模塊調(diào)整巡檢機(jī)器人的第三巡檢路線，得到第四巡檢路線。

47、優(yōu)選的，所述第四巡檢路線的獲取方法為：

48、獲取續(xù)航校驗(yàn)不通過(guò)的第三巡檢路線及匹配的巡檢機(jī)器人的剩余電量；

49、將巡檢機(jī)器人的剩余電量及環(huán)境條件輸入預(yù)測(cè)模型，獲取可行駛里程預(yù)測(cè)結(jié)果；

50、根據(jù)可行駛里程預(yù)測(cè)結(jié)果調(diào)整第三巡檢路線，所述調(diào)整包括但不限于刪除至少一個(gè)待巡檢點(diǎn)位，得到第四巡檢路線；

51、所述第四巡檢路線滿足第四巡檢路線長(zhǎng)度與返航路線長(zhǎng)度之和小于等于可行駛里程預(yù)測(cè)結(jié)果。

52、優(yōu)選的，所述路線調(diào)整模塊還用于將被刪除的所述待巡檢點(diǎn)位調(diào)整至任一未被調(diào)整的第三巡檢路線；

53、將被刪除的所述待巡檢點(diǎn)位調(diào)整至未被調(diào)整的第三巡檢路線的方法為：

54、獲取相鄰于被刪除的待巡檢點(diǎn)位的所有巡檢機(jī)器人，記為待調(diào)整巡檢機(jī)器人組；

55、獲取待調(diào)整巡檢機(jī)器人組中所有巡檢機(jī)器人的可行駛里程預(yù)測(cè)結(jié)果，及第三巡檢路線長(zhǎng)度與返航路線長(zhǎng)度之和，并計(jì)算二者差值，記為可補(bǔ)償里程；

56、選擇可補(bǔ)償里程最大的巡檢機(jī)器人所對(duì)應(yīng)的第三巡檢路線，并將被刪除的待巡檢點(diǎn)位加入，得到第五巡檢路線。

57、優(yōu)選的，所述預(yù)測(cè)模型采用的機(jī)器學(xué)習(xí)算法包括隨機(jī)森林算法、支持向量機(jī)算法或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法中的一種或多種組合。

58、本發(fā)明的有益效果如下：

59、本發(fā)明所述的一種多巡檢機(jī)器人路線協(xié)同控制系統(tǒng)，通過(guò)刪除重復(fù)巡檢點(diǎn)位，以在路線構(gòu)建階段，規(guī)避巡檢過(guò)程中可能存在的重復(fù)巡檢及碰撞，隨后得到第三巡檢路線，至此巡檢機(jī)器人根據(jù)第三巡檢路線進(jìn)行續(xù)航校驗(yàn)，若校驗(yàn)通過(guò)，則巡檢機(jī)器人按照第三巡檢路線進(jìn)行巡檢任務(wù)，可對(duì)所有待巡檢點(diǎn)位進(jìn)行巡檢，避免產(chǎn)生漏檢問(wèn)題，同時(shí)基于路線調(diào)整模塊刪除重復(fù)巡檢點(diǎn)位，可避免巡檢過(guò)程中存在的碰撞問(wèn)題，同時(shí)有利于減少巡檢機(jī)器人的巡檢路線長(zhǎng)度，進(jìn)而優(yōu)化巡檢機(jī)器人的巡檢效率。