一种机器人集群调度方法、装置、存储介质及电子设备与流程

专利检索2025-06-22  22


本说明书涉及计算机,尤其涉及一种机器人集群调度方法、装置、存储介质及电子设备。


背景技术:

1、随着科技的不断发展,愈发成熟的机器人技术已经在许多领域中都有了一定程度的应用。例如,在货运物流领域中,移动机器人可以自主完成不同规格货物的收纳、搬运、输送等任务,通过充分发挥自动化设备的高效特性,大大提高了制造业和物流业的作业效率。

2、但现阶段,货物运输过程具有货物批量多、品种多和复杂度高的特点,采用单台移动机器人很难满足运输需求,实际货物运输系统均采用多台不同类型、不同尺寸和不同功能的移动机器人组成多异构移动机器人集群进行作业。在这种环境下,为每个机器人合理分配任务是实现低成本与高效运输的关键所在。

3、因此,如何合理地调度机器人集群,以在消耗成本较低的情况下保证较高的运输效率是一个亟待解决的问题。


技术实现思路

1、本说明书提供一种机器人集群调度方法、装置、存储介质及电子设备,以至少部分地解决现有技术存在的上述问题。

2、本说明书采用下述技术方案:

3、本说明书提供了一种机器人集群调度方法,包括:

4、获取运输点的位置、货物的运输需求以及机器人集群中各机器人的运输能力信息;

5、在满足每个运输点最多被每个机器人访问一次的约束条件下,根据所述运输需求以及所述运输能力信息将所述货物分配给所述机器人,得到指定数量个调度方案,其中,调度方案用于表征所述机器人在运输过程中需要执行的运输任务,所述运输任务的信息包括起始运输点、结束运输点、货物运输量;

6、针对每个调度方案,确定该调度方案中所有机器人在执行所述运输任务时消耗的运输成本;

7、根据所述运输成本在各调度方案中确定目标调度方案,并采用所述目标调度方案完成所述运输任务。

8、可选地,所述运输需求至少包括目标运输点、货物量;

9、所述运输能力信息至少包括最大载货量、最大移动距离、固定成本、移动成本。

10、可选地,在满足每个运输点最多被每个机器人访问一次的约束条件下,根据所述运输需求以及所述运输能力信息将所述货物分配给所述机器人,具体包括:

11、在满足每个运输点最多被每个机器人访问一次的约束条件、机器人移动距离约束条件以及机器人载货量约束条件下,根据所述运输需求以及所述运输能力信息将所述货物分配给所述机器人。

12、可选地,所述机器人移动距离约束条件包括:

13、针对每个机器人,分配给该机器人的任意两个连续的运输任务中,排序靠前的运输任务的结束运输点与排序靠后的运输任务的起始运输点相同。

14、可选地,所述机器人载货量约束条件包括:

15、针对每个机器人,该机器人在开始执行运输任务时的载货量不大于该机器人的最大载货量;

16、和/或,针对每个运输任务,执行该运输任务的机器人在离开该运输任务的起始运输点的载货量与离开该运输任务的结束运输点时的载货量的差与该运输任务的货物运输量相同。

17、可选地,确定该调度方案中所有机器人在执行所述运输任务时消耗的运输成本,具体包括:

18、根据该调度方案中所述各机器人的使用情况以及所述各机器人的固定成本,确定该调度方案的固定运输成本;

19、根据该调度方案中所述各机器人在执行所述运输任务时的移动距离以及所述各机器人的移动成本,确定该调度方案的移动运输成本;

20、根据所述固定运输成本和所述移动运输成本,确定该调度方案中所有机器人在执行所述运输任务时消耗的运输成本。

21、可选地,在根据所述运输成本在各调度方案中确定目标调度方案之前,所述方法还包括:

22、根据预先设置的更新因子,确定更新系数;

23、根据所述更新系数对各调度方案进行更新。

24、可选地,所述更新因子至少包括惯性因子、自我认知因子、社会认知因子,所述更新系数不大于所述惯性因子、所述自我认知因子、所述社会认知因子之和;

25、根据所述更新系数对各调度方案进行更新,具体包括:

26、将所述各调度方案中选择所有机器人在执行运输任务时消耗的运输成本最小的调度方案,确定为局部最优方案;

27、在历史上对所述各调度方案进行更新的过程中出现过的所有调度方案中,选择所有机器人在执行运输任务时消耗的运输成本最小的调度方案,确定为全局最优方案;

28、针对每个调度方案,当所述更新系数不大于所述惯性因子时,根据与该调度方案相对应的调度方案以及该调度方案更新该调度方案;

29、当所述更新系数大于所述惯性因子且不大于所述惯性因子与所述自我认知因子之和时,根据该调度方案以及所述局部最优方案更新该调度方案;

30、当所述更新系数大于所述惯性因子与所述自我认知因子之和时,根据该调度方案以及所述全局最优方案更新该调度方案。

31、可选地,在采用所述目标调度方案完成所述运输任务之前,所述方法还包括:

32、以执行所述运输任务时调度的所有机器人的运输成本最低为优化目标,对所述目标调度方案进行优化。

33、本说明书提供的一种机器人集群调度装置,所述装置包括:

34、获取模块,用于获取运输点的位置、货物的运输需求以及机器人集群中各机器人的运输能力信息;

35、分配模块,用于在满足每个运输点最多被每个机器人访问一次的约束条件下,根据所述运输需求以及所述运输能力信息将所述货物分配给所述机器人,得到指定数量个调度方案,其中,调度方案用于表征所述机器人在运输过程中需要执行的运输任务,所述运输任务的信息包括起始运输点、结束运输点、货物运输量;

36、确定模块,用于针对每个调度方案,确定该调度方案中所有机器人在执行所述运输任务时消耗的运输成本;

37、调度模块,用于根据所述运输成本在各调度方案中确定目标调度方案,并采用所述目标调度方案完成所述运输任务。

38、本说明书提供了一种计算机可读存储介质,所述存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述机器人集群调度方法。

39、本说明书提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现上述机器人集群调度方法。

40、本说明书采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果:

41、在本说明书提供的机器人集群调度方法中,获取运输点的位置、货物的运输需求以及机器人集群中各机器人的运输能力信息;在满足每个运输点最多被每个机器人访问一次的约束条件下,根据所述运输需求以及所述运输能力信息将所述货物分配给所述机器人,得到指定数量个调度方案,其中,调度方案用于表征所述机器人在运输过程中需要执行的运输任务,所述运输任务的信息包括起始运输点、结束运输点、货物运输量;针对每个调度方案,确定该调度方案中所有机器人在执行所述运输任务时消耗的运输成本;根据所述运输成本在各调度方案中确定目标调度方案,并采用所述目标调度方案完成所述运输任务。

42、在采用本说明书提供的机器人集群调度方案调度机器人集群执行运输任务时,可根据运输点位置、货物运输需求、机器人运输能力信息等数据构建满足预设的约束条件的调度方案,并持续对调度方案进行更新迭代,直到确定出满足预设规则的调度方案,并采用确定出的调度方案调度机器人集群执行运输任务。采用本方法可通过约束条件使机器人集群在保证运输效率的情况下,以较低的运输成本完成运输任务。


技术特征:

1.一种机器人集群调度方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述运输需求至少包括目标运输点、货物量;

3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,在满足每个运输点最多被每个机器人访问一次的约束条件下,根据所述运输需求以及所述运输能力信息将所述货物分配给所述机器人,具体包括:

4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述机器人移动距离约束条件包括:

5.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述机器人载货量约束条件包括:

6.如权利要求2所述的方法,其特征在于,确定该调度方案中所有机器人在执行所述运输任务时消耗的运输成本,具体包括:

7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在根据所述运输成本在各调度方案中确定目标调度方案之前,所述方法还包括:

8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述更新因子至少包括惯性因子、自我认知因子、社会认知因子,所述更新系数不大于所述惯性因子、所述自我认知因子、所述社会认知因子之和;

9.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在采用所述目标调度方案完成所述运输任务之前,所述方法还包括:

10.一种机器人集群调度装置,其特征在于,包括:

11.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求1~9任一项所述的方法。

12.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现上述权利要求1~9任一项所述的方法。


技术总结
本说明书公开了一种机器人集群调度方法、装置、存储介质及电子设备。在本说明书提供的机器人集群调度方法中,获取运输点的位置、货物的运输需求以及机器人集群中各机器人的运输能力信息;在满足每个运输点最多被每个机器人访问一次的约束条件下,根据运输需求以及运输能力信息将货物分配给机器人,得到指定数量个调度方案,其中,调度方案用于表征机器人在运输过程中需要执行的运输任务,运输任务的信息包括起始运输点、结束运输点、货物运输量;针对每个调度方案,确定该调度方案中所有机器人在执行运输任务时消耗的运输成本;根据运输成本在各调度方案中确定目标调度方案,并采用目标调度方案完成运输任务。

技术研发人员:牛昊一,高丰,庄文秀,向甜,张北北
受保护的技术使用者:之江实验室
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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