一种多机器人协同运输任务的调度分配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种多机器人协同运输任务的调度分配方法，包括：步骤S1：接收任务；步骤S2：根据接收的任务计算搬运起点任务消费矩阵和搬运终点任务消费矩阵；步骤S3：根据计算的结果进行任务分配并规划最优路径，本发明专利技术提供一种多机器人协同运输任务的调度分配方法，通过此方法，可以对任务进行实时动态分配多种属性资源，并达到全局效率最优的效果。大大提高系统货物吞吐率、提高搬运效率。

【技术实现步骤摘要】
一种多机器人协同运输任务的调度分配方法
：本专利技术涉及仓储物流
，具体是涉及一种多机器人协同运输任务的调度分配方法，用于提高运输效率、提高设备利用率、减少能源消耗等特点。
技术介绍
：针对仓储物流行业机器人搬运过程中，每个机器人状态、能耗、速度可能都不一样，任务数量也会动态变化的情况下，如何以最优方式分配任务保证效率最高，资源消耗最小。例如申请号为：CN201910187310.1，名称为一种基于计算机算法的仓储搬运机器人任务调度系统，公开了一种基于计算机算法的仓储搬运机器人任务调度系统，包括调度系统，以及分布于仓储区域内的仓储货架、搬运机器人，所述仓储区域包括分区一、分区二、分区三与分区四，且每个分区内均设置有与其配合的仓储货架与搬运机器人，仓储货架与搬运机器人均携带有编号，仓储货架上设置有区域定位模块，仓储货架包括若干储货区域，且每一储货区域内均设置有压力传感器与编号条码；所述搬运机器人上携带有相互连接的获取模块、识别模块与控制模块，获取模块各搬运机器人的速度、位置和状态信息，且状态信息包括待规划状态与执行状态。本专利技术避免了多个机器人同时出现在拥塞程度高的区域而导致发生碰撞，从而减少了维护成本。但是上述的调度方式并没有解决如何实现可以对任务进行实时动态分配多种属性资源，并达到全局效率最优的效果，从而大大提高系统货物吞吐率、提高搬运效率的问题。
技术实现思路
：针对现有技术的缺陷，本专利技术提供一种多机器人协同运输任务的调度分配方法，通过此方法，可以对任务进行实时动态分配多种属性资源，并达到全局效率最优的效果。大大提高系统货物吞吐率、提高搬运效率。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种多机器人协同运输任务的调度分配方法，包括：步骤S1：接收任务；步骤S2：根据接收的任务计算搬运起点任务消费矩阵和搬运终点任务消费矩阵；步骤S3：根据计算的结果进行任务分配并规划最优路径。作为本专利技术进一步的方案，所述步骤S1中接收的任务机器人包括M个、搬运起点位置有N个，搬运的终点位置为K个，即给M个机器人分配任务，将处于N中的货物搬运至K个终点处，其中M、N、K为大于1的自然数。作为本专利技术进一步的方案，所述步骤S2中根据接收的任务计算搬运起点任务消费矩阵包括：对于每个机器人，计算出该机器人执行每个任务所需的消耗；对于第i个机器人Ri，起点位置Mi，和一个搬运起点位置Nj：利用DWA算法，计算取得Mi至NJ的最短路径中间点由信标组成。作为本专利技术进一步的方案，所述步骤S2中根据接收的任务计算搬运起点任务消费矩阵其中包括：消费时间计算、消费电量计算和消费矩阵计算。作为本专利技术进一步的方案，所述消费时间计算的公示为：Ti，j＝∑pti，p,其中p为两两相接的信标路径，机器人运动经过每一个信标路径所需的时间消耗为ti，p，所述消费电量计算公示为:PU，v＝kv*W,其中PU，v为机器人以速度v进行匀速运动时所消耗的电能，kv为匀速能耗系数，W为机器人货物重量，所述消费矩阵计算公示为：机器人Ri在某路径的消费为：Costi，j＝Costtime+CostQ那么对于M个机器人，N个搬运起点任务，构建消费矩阵为M*N阶矩阵CostR_S，第i行第j列元素代表第i个机器人执行第j的任务的消费。作为本专利技术进一步的方案，所述步骤S3中若机器人的数量与任务的数量相等，则通过对称任务指派来完成任务分配，具体如下：假设有N个任务，指派N个机器人去完成，各机器人完成各项工作的消费矩阵如下表所示算法过程如下：(1).找出矩阵中每一行的最小值，将该行所有数值都减去这个最小值，使每行至少出现一个0；(2).从第(1)步中得到的矩阵中找出每一列的最小值，将该列所有数值都减去这个最小值，使每一列至少出现一个0，最小值为0的这一列不变；(3).以最少的水平线和垂直线划去第(2)步中所得的数据，即没条直线尽可能多的覆盖0，如果线条数与矩阵行数相等，则已经找到最优方案，直接转第(6)步；(4).从矩阵中未被划去的数值中找出最小值，所有未被划去的数值都减去这个最小值，而第(3)步中得到的数据中两条线相交的的数值则加上这个最小值，其他数不变；(5).重复第(3)步和第(4)步，直到满足第(3)步条件，跳到第(6)步；(6).从仅有0的列或者行，找出0所对应的就是最优指派方案；如果每行每列只有一个0，其对应的就是最优方案。作为本专利技术进一步的方案，所述步骤S3中，若机器人小于任务数，则具体过程为：当机器人数M小于任务数N时，添加N-M个虚拟机器人，并赋予虚拟机器人完成任务的时间为0，此时将问题转化为对称的指派问题。作为本专利技术进一步的方案，所述步骤S3还包括：根据机器人搬运任务的特点，设计任务分配算法的输入参数如下：起点作业点N：所有待分配任务的起点集合；终点作业点K：所有的可分配空闲作业点集合；机器人列表M；消费矩阵CostR_S和CostS_E；得到匈牙利算法的两个输出，分别为机器人到搬运起点的任务分配，以及搬运起点到终点的任务分配。综上，经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：可以对任务进行实时动态分配多种属性资源，并达到全局效率最优的效果。大大提高系统货物吞吐率、提高搬运效率。为更清楚地阐述本专利技术的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本专利技术进行详细说明。附图说明：图1是本专利技术的工作流程示意图。具体实施方式：参见图1所示，一种多机器人协同运输任务的调度分配方法，包括：步骤S1：接收任务，其中接收的任务机器人包括M个、搬运起点位置有N个，搬运的终点位置为K个，即给M个机器人分配任务，将处于N中的货物搬运至K个终点处，其中M、N、K为大于1的自然数；步骤S2：根据接收的任务计算搬运起点任务消费矩阵和搬运终点任务消费矩阵，其中根据接收的任务计算搬运起点任务消费矩阵包括：对于每个机器人，计算出该机器人执行每个任务所需的消耗；对于第i个机器人Ri，起点位置Mi，和一个搬运起点位置Nj：利用DWA算法，计算取得Mi至Nj的最短路径中间点由信标组成，以及根据接收的任务计算搬运起点任务消费矩阵其中包括：消费时间计算、消费电量计算和消费矩阵计算，进一步，消费时间计算的公示为：Ti，j＝∑pti，p,其中p为两两相接的信标路径，机器人运动经过每一个信标路径所需的时间消耗为ti，p，所述消费电量计算公示为:PU，v＝kv*W,其中PU，v为机器人以速度v进行匀速运动时所消耗的电能，kv为匀速能耗系数，W为机器人货物重量，所述消费矩阵计算公示为：机器人Ri在某路径的消费为：Costi，j＝Costtime+CostQ那么对于M个机器人，N个搬运起点任务，构建消费矩阵为M*N阶矩阵CostR_S，第i行第j列元素代表第i个机器人执行第j的任务的消费；步骤S3：根据计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多机器人协同运输任务的调度分配方法，其特征在于，包括：/n步骤S1：接收任务；/n步骤S2：根据接收的任务计算搬运起点任务消费矩阵和搬运终点任务消费矩阵；/n步骤S3：根据计算的结果进行任务分配并规划最优路径。/n

【技术特征摘要】
1.一种多机器人协同运输任务的调度分配方法，其特征在于，包括：
步骤S1：接收任务；
步骤S2：根据接收的任务计算搬运起点任务消费矩阵和搬运终点任务消费矩阵；
步骤S3：根据计算的结果进行任务分配并规划最优路径。


2.如权利要求1的一种多机器人协同运输任务的调度分配方法，其特征在于，所述步骤S1中接收的任务机器人包括M个、搬运起点位置有N个，搬运的终点位置为K个，即给M个机器人分配任务，将处于N中的货物搬运至K个终点处，其中M、N、K为大于1的自然数。


3.如权利要求2的一种多机器人协同运输任务的调度分配方法，其特征在于，所述步骤S2中根据接收的任务计算搬运起点任务消费矩阵包括：
对于每个机器人，计算出该机器人执行每个任务所需的消耗；对于第i个机器人Ri，起点位置Mi，和一个搬运起点位置Nj：利用DWA算法，计算取得Mi至Nj的最短路径中间点由信标组成。


4.如权利要求2的一种多机器人协同运输任务的调度分配方法，其特征在于，所述步骤S2中根据接收的任务计算搬运起点任务消费矩阵其中包括：消费时间计算、消费电量计算和消费矩阵计算。


5.如权利要求4的一种多机器人协同运输任务的调度分配方法，其特征在于，所述消费时间计算的公示为：Ti，j＝∑pti，p,其中p为两两相接的信标路径，机器人运动经过每一个信标路径所需的时间消耗为ti，p，所述消费电量计算公示为:PU，v＝kv*W,其中PU，v为机器人以速度v进行匀速运动时所消耗的电能，kv为匀速能耗系数，W为机器人货物重量，所述消费矩阵计算公示为：
机器人Ri在某路径的消费为：Costi，j＝Costtime+CostQ
那么对于M个机器人，N个搬运起点任务，构建消费矩阵为M*N阶矩阵CostR_S，第i行第j列元素代表第i个机器人执行第j的任务的消费。


6.如权利要求5的一种多机器人协同运输任务的调度分配方法，其特征在于，所述步骤S3中若机器人的数量与任务的数量相等，则通过对称任务指派来完成任务分配，具体如下：...

【专利技术属性】
技术研发人员：卓国群，刘静，杨玉珍，
申请(专利权)人：上海运晓机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31