一种基于拍卖算法的仓库任务分配方法组成比例

本发明专利技术是一种基于拍卖算法的仓库任务分配方法。本发明专利技术涉及智能化仓库在面对多机器人多任务时的任务分配技术领域，本发明专利技术对运输机器人以及各种货物进行分类以及初始化，然后利用改进后的拍卖算法将货物合理分配给每个运输机器人。再由机器人具体去执行任务。本发明专利技术将任务分配应用于智能化仓库设计，对其结合实际进行改进，使智能化仓库系统具有更高的鲁棒性，更加符合实际中仓库自动化设计。本发明专利技术采用改进后拍卖算法，使任务分配更贴合实际，更加智能。加智能。加智能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于拍卖算法的仓库任务分配方法


[0001]本专利技术涉及智能化仓库在面对多机器人多任务时的任务分配
，是一种基于拍卖算法的仓库任务分配方法。

技术介绍

[0002]随着时代的不断发展，存在于之前人类梦想中的科幻场景已经逐一实现。人类的军事，社会生活等各个方面都已经步入智能化时代。由于网络的迅速发展，网购也逐渐代替了实体店行业，所以物流等产业也得到飞速的发展。传统的仓库需要人们逐个分类并依靠人力运送货物。仓库的现代化则让机器逐渐取代人类，不仅效率更高且节省劳动力。而智能化仓库则需要合理的任务分配，以便高效的完成任务。因此设计一种快速高效的任务分配方法来合理的将任务分配给合适的对象很有必要。
[0003]拍卖算法最早被提出用于解决分配问题的分布式算法。其本质是模拟拍卖会机制。拍卖会产生于人类社会，具有较为完善的制度和方式。拍卖算法就是投标者之间互相竞争，考虑自身最终获得利益而进行出价，直到得出最高价，将竞拍物品分配给胜利者。传统的拍卖算法更倾向于算法理论分配，为了将其利用于实际，更加贴合仓库环境。对其进行了改进。

技术实现思路

[0004]本专利技术为克服现有技术的不足，本专利技术针对目前智能化仓库系统效率不高等问题进行解决。目前多为立体货架以及有轨巷道或者传送带模式，运输路径较为固定，自由度不高，由此产生效率低下等问题。
[0005]需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0006]本专利技术提供了一种基于拍卖算法的仓库任务分配方法，本专利技术提供了以下技术方案：
[0007]一种基于拍卖算法的仓库任务分配方法，所述方法包括以下步骤：
[0008]步骤1：对任务，仓库环境以及机器人进行参数初始化；
[0009]步骤2：通过拍卖算法进行任务分配；
[0010]步骤3：派遣机器人执行任务。
[0011]优选地，所述步骤1具体为：
[0012]所述参数初始化将数字化实际环境；将机器人以及物品进行建模，定义机器人集合为R＝{r1,r2,
…
,r
n
},机器人数量为n，每个机器人最多可以执行Ni个任务，且同时只能执
行一个任务；机器人在运行过程中，保持匀速行驶，移动速度不会发生改变；定义任务集合为T＝{t1,t2,
…
,t
m
},任务数量为m，保证每个任务一定会分配给机器人，且只能分配给一个机器人，不能由多个机器人同时执行相同的任务。
[0013]优选地，在拍卖算法前建立目标函数，进行任务分配时的目标函数为
[0014][0015]其中，a
ij
为收益函数，b
ij
为成本函数。
[0016]优选地，将收益最高作为首要选择标准。将从所有的任务矩阵中选择收益最大的，并将其分配给对应的机器人。
[0017]优选地，除了要求收益最高外，还要求具备足够的能源，需要设置能源限制，机器人需要具备足够的能源去完成此次任务；当能量小于完成任务所需要能量时，则需要放弃此次任务，对可以执行的任务进行拍卖。
[0018]优选地，按照国际快递计重方式将货物按照重量从小到大分为A,B,C三种类型；机器人也根据自身所能运输的货物重量不同而分为α，β，γ三种类型。具体分类方式为：
[0019][0020]机器人根据自己的位置计算自己与每个任务点之间的距离，将距离数据存入价值矩阵中；
[0021]机器人通过数据计算与任务点之间的距离；采用欧式距离进行计算，计算机器人与任务点之间的真实距离，计算公式为：
[0022][0023]拍卖开始，按照任务入库顺序对其逐个通过进行拍卖，由于机器人类型的不同，针对不同类型的任务某些机器人无法进行竞拍，机器人需要计算自身所得利益对可竞标物品进行出价；
[0024]拍卖开始，机器人根据任务与机器人出发点距离以及与任务的匹配度开始出价。匹配度越高，距离越远，则报价越高，反之，则报价越低；计算得到最新的价值矩阵，将更新后的数据代替原本价值矩阵中的数据；出价公式为：
[0025]P＝k
·
d
ij
[0026]经过出价之后，拍卖方通过机器人序号和任务序号找到每个机器人对应的任务以及坐标位置；将机器人的位置移动到被分配任务的位置，并将该任务从任务列表中删除；
[0027][0028]当存在最高价相同的情况，器人重新出价进行拍卖；当最高价相同，则任务不被分配，重新返回任务列表中等待下一轮拍卖；机器人继续竞拍接下来的任务；
[0029]为了避免单个机器人分配得过多任务，在机器人成功分配得一个任务后，应适当
增加其拍卖下一个任务的代价；针对机器人已经分配任务的数量m，从而取值不同的增长代价ε；随着机器人分配任务的增加，机器人所能执行任务数量越来越少，ε的增长越来越慢，所以采用对数函数，对数增长，曲率无限趋近于0，其中，a为自定义系数，来控制函数增长的幅度，b为函数基础数值；
[0030]ε＝log
a
m+b
[0031]每轮拍卖结束时，机器人计算本轮收益，并准备进行下一轮拍卖；在一轮拍卖结束后，一部分任务已经被分配至机器人，机器人则计算每轮拍卖所得的收益，并累加起来，收益为每个任务与机器人的匹配度与距离的倒数以及重量之和；没有分配的任务则返回重新进行拍卖；
[0032][0033]拍卖结束，机器人执行自身任务；计算自身所处位置，并更新价值矩阵，准备进行下一轮拍卖。
[0034]优选地，针对不同的任务类型与机器人类型，有不同的匹配度，不同的组合将拥有不同的出价策略，对于不同的组合拥有不同的匹配度；对于机器人能量不足以执行对应任务的，则匹配度为0。
[0035]一种基于拍卖算法的仓库任务分配系统，所述系统包括：
[0036]初始化模块，所述初始化模块对任务，仓库环境以及机器人进行参数初始化；
[0037]任务分配模块，所述任务分配模块通过拍卖算法进行任务分配；
[0038]派遣模块，所述派遣模块派遣机器人执行任务。
[0039]一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以用于实现一种基于拍卖算法的仓库任务分配方法
[0040]一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现一种基于拍卖算法的仓库任务分配方法
[0041]本专利技术具有以下有益效果：
[0042]本专利技术与现有技术相比：
[0043]本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于拍卖算法的仓库任务分配方法，其特征是：所述方法包括以下步骤：步骤1：对任务，仓库环境以及机器人进行参数初始化；步骤2：通过拍卖算法进行任务分配；步骤3：派遣机器人执行任务。2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述步骤1具体为：所述参数初始化将数字化实际环境；将机器人以及物品进行建模，定义机器人集合为R={r1,r2,
…
,r
n
},机器人数量为n，每个机器人最多可以执行Ni个任务，且同时只能执行一个任务；机器人在运行过程中，保持匀速行驶，移动速度不会发生改变；定义任务集合为T={t1,t2,
…
,t
m
},任务数量为m，保证每个任务一定会分配给机器人，且只能分配给一个机器人，不能由多个机器人同时执行相同的任务。3.根据权利要求2所述的方法，其特征是：在拍卖算法前建立目标函数，进行任务分配时的目标函数为其中，a
ij
为收益函数，b
ij
为成本函数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征是：将收益最高作为首要选择标准，将从所有的任务矩阵中选择收益最大的，并将其分配给对应的机器人。5.根据权利要求4所述的方法，其特征是：除了要求收益最高外，还要求具备足够的能源，需要设置能源限制，机器人需要具备足够的能源去完成此次任务；当能量小于完成任务所需要能量时，则需要放弃此次任务，对可以执行的任务进行拍卖。6.根据权利要求5所述的方法，其特征是：所述步骤5具体为：网络的解码器逐步细化中间流场，分别在四个尺度上根据光流和向后扭曲得到中间特征，然后与边界帧的金字塔特,生成复合中间特征；每个解码器通过在双边流场和之外输出更高层次的重构中间特征，填补缺失的信息以促进运动估计。7.根据权利要求6所述的方法，其特征是：按照国际快递计重方式将货物按照重量从小到大分为A,B,C三种类型；机器人也根据自身所能运输的货物重量不同而分为α，β，γ三种类型；具体分类方式为：机器人根据自己的位置计算自己与每个任务点之间的距离，将距离数据存入价值矩阵中；机器人通过数据计算与任务点之间的距离；采用欧式距离进行计算，计算机器人与任务点之间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建华，董玉杰，王大帅，刘秉坤，范大祥，文瀚，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：