基于优先级的多AGV协同搬运系统任务调度方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于优先级的多AGV协同搬运系统任务调度方法，属于智能制造领域。首先，根据任务基础优先级确定规则，当系统满足任务分配触发条件且存在待分配任务时，为待分配任务赋予基础优先级，更新在执行任务和待执行任务的基础优先级；当有任务完成时，更新在执行任务和待执行任务的基础优先级。其次，当系统满足任务分配触发条件且存在待分配任务时，根据任务分配方法，为待分配任务分配任务所需的AGV。再次，根据任务附加优先级确定规则，更新所有AGV的任务列表的首个任务的附加优先级。最后，根据优先级计算规则，更新所有AGV的任务列表的首个任务的任务优先级，任务优先级可用于交通管控。本方法考虑了多AGV协同搬运系统中任务属性及AGV任务情况，基于基础优先级提供了任务分配方法，解决了现有技术存在的方法不适用多AGV协同搬运系统任务调度的问题，与高优先级待执行任务无法按时配送的问题。高优先级待执行任务无法按时配送的问题。高优先级待执行任务无法按时配送的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于优先级的多AGV协同搬运系统任务调度方法


[0001]本专利技术涉及智能控制领域，具体涉及一种基于优先级的多AGV协同搬运系统任务调度方法。

技术介绍

[0002]多自动导引车(Automatic guided vehicle，AGV)协同搬运为多机器人领域的一种重要研究方向，逐渐应用于工业、生活、军事等多个场景。多AGV协同搬运系统中往往同时存在单车搬运任务和协同搬运任务，其中协同搬运任务需同时占用多台AGV，相比单车搬运任务，其对AGV系统影响较大，此外，协同搬运任务根据被搬运物品规格，分为占用双向车道和非占用双向车道的协同搬运任务，其中，占用双向车道的协同搬运任务对交通管控的影响较大。
[0003]查阅多AGV协同搬运系统的相关现有文献，对任务分配、任务优先级方面的研究较少，主要集中于协同搬运AGV的编队控制问题。而传统的单AGV搬运系统的优先级确定方法，主要以截止时间确定优先级，周期性调整任务的优先级，然后基于任务优先级进行任务分配，其并未考虑不同任务属性对优先级的影响，因此其不适用于AGV协同搬运系统；此外，由于优先级还可用于AGV系统的交通管控问题，常遵循优先级高者具有路口通行优先权，而传统优先级确定方法，通常仅考虑申请通行的AGV的在执行任务的优先级，并未考虑申请通行的AGV的待执行任务的优先级，因此存在由于高优先级的待执行任务所分配的AGV的在执行任务的优先级较低，使得AGV在路口无法尽快通行，导致高优先级的待执行任务无法按时配送。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中存在的技术缺陷，本专利技术提出了一种基于优先级的多AGV协同搬运系统任务调度方法，通过基于任务属性和AGV任务情况确定任务的基础优先级和附加优先级，基于基础优先级提供了任务分配方法，解决了现有技术存在的方法不适用多AGV协同搬运系统任务调度的问题，及高优先级待执行任务无法按时配送的问题。
[0005]本专利技术通过以下技术方案实现：
[0006]一种基于优先级的多AGV协同搬运系统任务调度方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1：系统是否满足任务分配触发条件，若是，进入步骤2，若否，进入步骤3；
[0008]步骤2：是否存在待分配任务，若是，获取待分配任务的任务信息，进入步骤4，若否，进入步骤3；
[0009]步骤3：是否有任务完成，若是，进入步骤6，若否，进入步骤1；
[0010]步骤4：根据任务基础优先级确定规则，为所有待分配任务赋予基础优先级，更新系统中所有在执行任务和待执行任务的基础优先级；
[0011]步骤5：基于任务基础优先级，根据任务分配方法，为所有待分配任务分配任务所需的AGV，进入步骤7；
[0012]步骤6：根据任务基础优先级确定规则，更新系统中所有在执行任务和待执行任务的基础优先级；
[0013]步骤7：根据任务附加优先级确定规则，更新所有AGV的任务列表的首个任务的附加优先级；
[0014]步骤8：根据任务优先级计算规则，更新所有AGV的任务列表的首个任务的任务优先级，任务优先级可用于交通管控，进入步骤1。
[0015]进一步地，所述任务分配触发条件包括，周期性触发、待分配任务数达到分配阈值、产生新的协同搬运任务。
[0016]进一步地，所述AGV的任务列表，由该AGV的在执行任务和待执行任务组成，其中在执行任务位于列表首位，待执行任务根据基础优先级高低进行降序排列。
[0017]进一步地，所述任务基础优先级确定规则，包括以下步骤：
[0018]步骤1.1：将系统中所有在执行任务、待执行任务和待分配任务按照截止时间由近及远进行排序，形成任务序列；
[0019]步骤1.2：根据分段确定规则，确定任务的截止时间基础优先级；
[0020]步骤1.3：根据任务属性基础优先级确定规则，确定任务的属性基础优先级；
[0021]步骤1.4：根据任务基础优先级确定规则，确定任务的基础优先级。
[0022]进一步地，所述分段确定规则，为将任务序列分为n段，任务T
a
的截止时间基础优先级为：
[0023]C
a11
＝n
‑
i+1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0024]其中，i表示任务T
a
处于任务序列中的第i段，i为1到n的正整数。
[0025]进一步地，分段确定规则中任务序列分为n段，可选择等分方法，也可选择百分比划分方法。
[0026]进一步地，所述任务属性基础优先级确定规则，为根据任务种类确定任务的属性基础优先级，任务T
a
的属性基础优先级为：
[0027][0028]进一步地，所述任务基础优先级确定规则，为通过对任务的截止时间基础优先级和属性基础优先级进行加权求和获得任务的基础优先级，任务T
a
的基础优先级为：
[0029]C
a1
＝w
11
C
a11
+w
12
C
a12
ꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0030]其中，w
11
、w
12
分别为截止时间基础优先级权重、属性基础优先级权重。
[0031]进一步地，所述任务分配方法，包括以下步骤：
[0032]步骤2.1：将待分配任务按照基础优先级由高到低进行排序，形成待分配任务序列，当多个待分配任务基础优先级相同时，按照截止时间基础优先级由高到低进行排序，当多个待分配任务基础优先级及截止时间基础优先级均相同时，随机排序；
[0033]步骤2.2：选中待分配任务序列最前端的任务；
[0034]步骤2.3：在所有AGV的任务列表尾部添加1个基础优先级为0的虚拟任务；
[0035]步骤2.4：根据虚拟位置插入原则，在每个AGV的任务列表中虚拟增加1个拟插入位
置；
[0036]步骤2.5：根据适应度值确定方法，获得所有AGV对选中任务的适应度值；
[0037]步骤2.6：判断选中任务是否为协同搬运任务，若是，确定选中任务所需AGV台数x，进入步骤2.7，若否，将选中任务放入适应度值最高的AGV的任务列表中的拟插入位置，进入步骤2.11；
[0038]步骤2.7：将适应度值最高的前x个AGV形成拟分配AGV集，搜索拟分配AGV集中所有AGV的拟插入位置的上一任务是否有协同搬运任务，若是，将搜索到的协同搬运任务形成协同搬运任务搜索集，进入步骤2.8，若否，进入步骤2.10；
[0039]步骤2.8：从协同搬运任务搜索集中，选择AGV需求台数最接近x的协同搬运任务作为基准任务，若存在多个上述协同搬运任务，则选择拟分配AGV集中适应度值较高的AGV所对应的协同搬运任务作为基准任务，将拟分配AGV集中AGV更新为基准任务所包含的多个AGV，基准任务所包含的AGV数目为y；
[0040]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于优先级的多AGV协同搬运系统任务调度方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：系统是否满足任务分配触发条件，若是，进入步骤2，若否，进入步骤3；步骤2：是否存在待分配任务，若是，获取待分配任务的任务信息，进入步骤4，若否，进入步骤3；步骤3：是否有任务完成，若是，进入步骤6，若否，进入步骤1；步骤4：根据任务基础优先级确定规则，为所有待分配任务赋予基础优先级，更新系统中所有在执行任务和待执行任务的基础优先级；步骤5：基于任务基础优先级，根据任务分配方法，为所有待分配任务分配任务所需的AGV，进入步骤7；步骤6：根据任务基础优先级确定规则，更新系统中所有在执行任务和待执行任务的基础优先级；步骤7：根据任务附加优先级确定规则，更新所有AGV的任务列表的首个任务的附加优先级；步骤8：根据任务优先级计算规则，更新所有AGV的任务列表的首个任务的任务优先级，进入步骤1。2.根据权利要求1所述的基于优先级的多AGV协同搬运系统任务调度方法，其特征在于，所述任务基础优先级确定规则，包括以下步骤：步骤1.1：将系统中所有在执行任务、待执行任务和待分配任务按照截止时间由近及远进行排序，形成任务序列；步骤1.2：根据分段确定规则，确定任务的截止时间基础优先级；步骤1.3：根据任务属性基础优先级确定规则，确定任务的属性基础优先级；步骤1.4：根据任务基础优先级确定规则，确定任务的基础优先级。3.根据权利要求2所述的基于优先级的多AGV协同搬运系统任务调度方法，其特征在于，所述分段确定规则，为将任务序列分为n段，任务T
a
的截止时间基础优先级为：C
a11
＝n
‑
i+1
ꢀꢀ
(1)其中，i表示任务T
a
处于任务序列中的第i段，i为1到n的正整数。4.根据权利要求2所述的基于优先级的多AGV协同搬运系统任务调度方法，其特征在于，所述任务属性基础优先级确定规则，为根据任务种类确定任务的属性基础优先级，任务T
a
的属性基础优先级为：。5.根据权利要求2所述的基于优先级的多AGV协同搬运系统任务调度方法，其特征在于，所述任务基础优先级确定规则，为通过对任务的截止时间基础优先级和属性基础优先级进行加权求和获得任务的基础优先级，任务T
a
的基础优先级为：C
a1
＝w
11
C
a11
+w
12
C
a12
ꢀꢀ
(2)其中，w
11
、w
12
分别为截止时间基础优先级权重、属性基础优先级权重。6.根据权利要求1所述的基于优先级的多AGV协同搬运系统任务调度方法，其特征在
于，所述任务分配方法，包括以下步骤：步骤2.1：将待分配任务按照基础优先级由高到低进行排序，形成待分配任务序列，当多个待分配任务基础优先级相同时，按照截止时间基础优先级由高到低进行排序，当多个待分配任务基础优先级及截止时间基础优先级均相同时，随机排序；步骤2.2：选中待分配任务序列最前端的任务；步骤2.3：在所有AGV的任务列表尾部添加1个基础优先级为0的虚拟任务；步骤2.4：根据虚拟位置插入原则，在每个AGV的任务列表中虚拟增加1个拟插入位置；步骤2.5：根据适应度值确定方法，获得所有AGV对选中任务的适应度值；步骤2.6：判断选中任务是否为协同搬运任务，若是，确定选中任务所需AGV台数x，进入步骤2.7，若否，将选中任务放入适应度值最高的AGV的任务列表中的拟插入位置，进入步骤2.11；步骤2.7：将适应度值最高的前x个AGV形成拟分配AGV集，搜索拟分配AGV集中所有AGV的拟插入位置的上一任务是否有协同搬运任务，若是，将搜索到的协同搬运任务形成协同搬运任务搜索集，进入...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡亚，武星，楼佩煌，翟晶晶，肖海宁，余文康，王超超，杨俊杰，杨威，董航，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：