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龙图腾网恭喜重庆大学申请的专利一种多机器人编队队形变换与动态避障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：CN114879676B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-21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：202210540021.7，技术领域涉及：G05D1/43；该发明授权一种多机器人编队队形变换与动态避障方法是由林景栋;熊大略;王昶;闫冠松;黎杨;高俊峰设计研发完成，并于2022-05-17向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种多机器人编队队形变换与动态避障方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种多机器人编队队形变换与动态避障方法，属于机器人技术领域。该方法使用最大优先指派算法和匈牙利算法对机器人进行位置分配，在保证最长路径距离最小的情况下，分配其他机器人的总路径距离最小；再使用互惠速度障碍法优化距离目标点较远的机器人在避障过程中损耗的时间，进一步缩短队形变换完成的时间；最后使用改进编队速度障碍法进行编队，改善编队在避障过程中短时间频繁切换队形的问题。

本发明授权一种多机器人编队队形变换与动态避障方法在权利要求书中公布了：1.一种多机器人编队队形变换与动态避障方法，其特征在于，使用最大优先指派算法和匈牙利算法对机器人进行位置分配，在保证最长路径距离最小的情况下，分配其他机器人的总路径距离最小；再使用互惠速度障碍法优化距离目标点较远的机器人在避障过程中损耗的时间；最后使用改进编队速度障碍法进行编队，改善编队在避障过程中短时间频繁切换队形的问题；该方法具体包括以下步骤：S1：根据领航跟随法的编队模型设计编队队形描述矩阵，并以此设计编队控制器；S2：使用最大优先指派算法和匈牙利算法对机器人进行位置分配，并使用改进互惠速度障碍法，优化距离目标点较远的机器人在避障过程中损耗的时间；S3：使用改进编队速度障碍法进行编队，改善编队在避障过程中短时间频繁切换队形的问题；S4：对机器人编队以及障碍物、控制器进行建模；步骤S1中，定义位置矩阵来描述一个机器人在期望编队队形中的位置，其中Rid为该机器人的ID号，用于标识该机器人的身份；Rlid为编队中领航者机器人的ID号；lid、分别为期望编队队形中该机器人与领航机器人之间的距离和角度；步骤S1中，机器人编队由n个具有相同运动学模型的轮式移动机器人组成，其在全局坐标系∑XOY下的位置坐标矩阵表示为：Pl＝[xlylθl]r，其中xl和yl分别表示第，个机器人两个驱动轮连线中点在X轴上的坐标和在Y轴上的坐标，θl表示第l个机器人速度方向与惯性坐标系X轴的夹角；机器人编队的时耗矩阵与资源耗费矩阵分别为AN×M和BN×M时，机器人到目标位置的路径长度的时耗矩阵与资源耗费矩阵中的元素为：aij＝bij＝|Gj-Ri|，1≤i≤N，1≤j≤M；其中，Ri和Gj分别为机器人与目标点的位置坐标，N与M表示机器人编队的时耗矩阵与资源耗费矩阵的阶次；使用最大优先指派算法求得最小的最大消耗时间为：tmax＝max{aij,i＝1,2，…，N，j＝solve[i]，j≠0}，其中solve[RawIndex]＝ColumnIndex；再构造方阵CN+n×M+m，由最小的最大消耗时间约束下的条件使用匈牙利算法求解路径之和最小的分派结果，方阵CN+n×M+m为： 其中，n和m表示普遍情况下与比原矩阵多出来的阶次；改进互惠速度障碍法，具体包括：对于两个性能和体积相同的机器人A和机器人B，A的当前位置矢量为PA，目标点的位置矢量为GA，B的当前位置矢量为PB，目标点的位置矢量为GB，则机器人A在避障过程中需要承担的责任比例为： 机器人B在避障过程中需要承担的责任比例为： 对于机器人A而言，由机器人B造成的速度障碍为： 其中，VA、VB分别表示机器人A、B的速度，VA'表示机器人A在速度障碍中的速度，表示障碍物B对机器人A的速度障碍；步骤S3中，改进的编队速度障碍法具体包括：在所有方向上由障碍物导致的编队速度障碍为： 其中，vθ为沿着方向θ的单位速度，vo表示障碍物O的速度，τ表示时间范围，t-,t+表示发生碰撞的时间下限和上限，po表示障碍物O在以编队包围盒为中心的坐标系上的位置，h表示包围盒高度的一半；队形评价函数EF为：EF＝pFvF·vpref其中，pF表示人为地给予每个编队队形一个优先级，vF表示机器人编队的实际速度，vpref表示机器人编队的期望速度；待选速度的综合评价函数E为：E＝-α1·Δstr+α2·P-α3·Dv其中，Δstr表示结构变形指标，P表示待评价速度所属队形的队形优先级，其值等于pF，Dv表示待选速度与期望速度的欧氏距离，α1、α2和α3为各个性能指标的权重。

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