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龍圖騰網恭喜重慶大學申請的專利一種多機器人編隊隊形變換與動態避障方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN114879676B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-03-21發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202210540021.7，技術領域涉及：G05D1/43；該發明授權一種多機器人編隊隊形變換與動態避障方法是由林景棟;熊大略;王昶;閆冠松;黎楊;高俊峰設計研發完成，并于2022-05-17向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種多機器人編隊隊形變換與動態避障方法在說明書摘要公布了：本發明涉及一種多機器人編隊隊形變換與動態避障方法，屬于機器人技術領域。該方法使用最大優先指派算法和匈牙利算法對機器人進行位置分配，在保證最長路徑距離最小的情況下，分配其他機器人的總路徑距離最小；再使用互惠速度障礙法優化距離目標點較遠的機器人在避障過程中損耗的時間，進一步縮短隊形變換完成的時間；最后使用改進編隊速度障礙法進行編隊，改善編隊在避障過程中短時間頻繁切換隊形的問題。

本發明授權一種多機器人編隊隊形變換與動態避障方法在權利要求書中公布了：1.一種多機器人編隊隊形變換與動態避障方法，其特征在于，使用最大優先指派算法和匈牙利算法對機器人進行位置分配，在保證最長路徑距離最小的情況下，分配其他機器人的總路徑距離最小；再使用互惠速度障礙法優化距離目標點較遠的機器人在避障過程中損耗的時間；最后使用改進編隊速度障礙法進行編隊，改善編隊在避障過程中短時間頻繁切換隊形的問題；該方法具體包括以下步驟：S1：根據領航跟隨法的編隊模型設計編隊隊形描述矩陣，并以此設計編隊控制器；S2：使用最大優先指派算法和匈牙利算法對機器人進行位置分配，并使用改進互惠速度障礙法，優化距離目標點較遠的機器人在避障過程中損耗的時間；S3：使用改進編隊速度障礙法進行編隊，改善編隊在避障過程中短時間頻繁切換隊形的問題；S4：對機器人編隊以及障礙物、控制器進行建模；步驟S1中，定義位置矩陣來描述一個機器人在期望編隊隊形中的位置，其中Rid為該機器人的ID號，用于標識該機器人的身份；Rlid為編隊中領航者機器人的ID號；lid、分別為期望編隊隊形中該機器人與領航機器人之間的距離和角度；步驟S1中，機器人編隊由n個具有相同運動學模型的輪式移動機器人組成，其在全局坐標系∑XOY下的位置坐標矩陣表示為：Pl＝[xlylθl]r，其中xl和yl分別表示第，個機器人兩個驅動輪連線中點在X軸上的坐標和在Y軸上的坐標，θl表示第l個機器人速度方向與慣性坐標系X軸的夾角；機器人編隊的時耗矩陣與資源耗費矩陣分別為AN×M和BN×M時，機器人到目標位置的路徑長度的時耗矩陣與資源耗費矩陣中的元素為：aij＝bij＝|Gj-Ri|，1≤i≤N，1≤j≤M；其中，Ri和Gj分別為機器人與目標點的位置坐標，N與M表示機器人編隊的時耗矩陣與資源耗費矩陣的階次；使用最大優先指派算法求得最小的最大消耗時間為：tmax＝max{aij,i＝1,2，…，N，j＝solve[i]，j≠0}，其中solve[RawIndex]＝ColumnIndex；再構造方陣CN+n×M+m，由最小的最大消耗時間約束下的條件使用匈牙利算法求解路徑之和最小的分派結果，方陣CN+n×M+m為： 其中，n和m表示普遍情況下與比原矩陣多出來的階次；改進互惠速度障礙法，具體包括：對于兩個性能和體積相同的機器人A和機器人B，A的當前位置矢量為PA，目標點的位置矢量為GA，B的當前位置矢量為PB，目標點的位置矢量為GB，則機器人A在避障過程中需要承擔的責任比例為： 機器人B在避障過程中需要承擔的責任比例為： 對于機器人A而言，由機器人B造成的速度障礙為： 其中，VA、VB分別表示機器人A、B的速度，VA'表示機器人A在速度障礙中的速度，表示障礙物B對機器人A的速度障礙；步驟S3中，改進的編隊速度障礙法具體包括：在所有方向上由障礙物導致的編隊速度障礙為： 其中，vθ為沿著方向θ的單位速度，vo表示障礙物O的速度，τ表示時間范圍，t-,t+表示發生碰撞的時間下限和上限，po表示障礙物O在以編隊包圍盒為中心的坐標系上的位置，h表示包圍盒高度的一半；隊形評價函數EF為：EF＝pFvF·vpref其中，pF表示人為地給予每個編隊隊形一個優先級，vF表示機器人編隊的實際速度，vpref表示機器人編隊的期望速度；待選速度的綜合評價函數E為：E＝-α1·Δstr+α2·P-α3·Dv其中，Δstr表示結構變形指標，P表示待評價速度所屬隊形的隊形優先級，其值等于pF，Dv表示待選速度與期望速度的歐氏距離，α1、α2和α3為各個性能指標的權重。

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