[发明专利]一种分布式自主移动机器人调度系统

说明书

本发明公开了一种分布式自主移动机器人调度系统，该系统框架主要包括机器人自主状态检测与数据共享单元、分布式任务分配单元、交通自主协调单元、数据库集群与同步单元、外部统一访问虚拟接口。自主移动机器人负责各自数据的采集，并通过无线通讯模块与其他机器人进行数据和信息的交互，从而实现自主的决策与控制。本发明能够实现多个自主移动机器人个体之间的分散管理和调度、自主决策和控制等，提高机器人的自主性和协作能力，降低生产车间的管理成本，提高运行效率，具有较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种分布式自主移动机器人调度系统，属于机器人调度领域。

背景技术

目前，物流公司、大型仓库等仓储的货物流动是不可能完全由人工完成的，现在开始渐渐采用多个自动导引运输车协同工作，无需人工操作，但需要通过调度系统解决多个自主移动机器人的路径规划、避障、规避碰撞、任务分配等问题。现有的自主移动机器人调度系统一般采用WIFI网络进行通信，调度方式主要有分布式调度和集中式调度两种。

集中式调度系统，首先进行全部自主移动机器人行进路径的规划，由其实时控制自主移动机器人的行进，然后由自主移动机器人自行根据地图和避障传感器，规避障碍机制来实现对特殊情况的处理。当工作区域规模较大，有大量自主移动机器人同时运行时，集中式调度系统在进行路径规划、任务分配时会导致巨大的计算量，网络IO通信也会存在负担，从而出现调度的瓶颈。分布式调度系统，在路径规划时，不需要考虑全局的路径规划，每个自主移动机器人只规划自己的路径，遇到冲突时再重规划，由于计算的是一条路径，所以计算量比较小，系统对网络通信的开销也比价小，在分布式系统中还可以让一些充电或者无任务的移动机器人提供计算的帮助，从而减轻单个自主移动机器人的计算量，提高整个系统的性能。目前亟需高效、稳定的自主移动机器人调度系统。

发明内容

以往的调度系统通常存在资源管理服务器，用于任务的发布及自主移动机器人车辆的管理等调度任务。本发明设计了一种新的分布式自主移动机器人调度系统框架，与传统不同的是它不采用集中式的管理办法，不需要部署集中式服务器用于资源管理，所有调度任务都在自主移动机器人集群当中通过分布式计算和服务调用完成。

本发明的目的是通过以下步骤实现的：一种分布式自主移动机器人调度系统，该系统包括机器人自主状态检测与数据共享单元、分布式任务分配单元、交通自主协调单元、数据库集群与同步单元、外部统一访问虚拟接口；

机器人自主状态检测与数据共享单元：机器人根据自身传感器检测位置、姿态、工作状态、异常和故障信息，并通过无线网络模块与其他机器人进行信息共享和交互；

分布式任务分配单元：机器人应对外部发起的任务指令，通过与其他机器人根据各自自身状态所决定的竞拍价格或协商价格的迭代交互，决策出唯一而且一致的“由谁来响应这个任务”的结论；

交通自主协调单元：机器人通过自身当前位姿及已规划的运行路线，通过与邻近机器人运行规划路径的冲突检测，协商出一个无冲突、无死锁的可行路径，并进行实时动态更新；

数据库集群与同步单元：每台机器人各自安装数据表格相同的数据库，并确保每台机器人的数据库发生更新时，可实时更新到所有其他机器人的数据库上；

外部统一访问虚拟接口：所有机器人的web服务提供统一的一个对外虚拟接口，外部访问无需区分要访问哪台机器人的web服务器。

进一步地，机器人自主状态检测与数据共享单元包括网联模块、通信与服务调用模块；

所述自主移动机器人网联模块基于LAN通信，提供配置管理、分布式锁、集群管理功能；自主移动机器人网联模块单独分布式部署在每一台工作的机器人上，进入局域网后根据模块配置信息组成自主移动机器人集群；

所述通信与服务调用模块分布式部署在每一台自主移动机器人上，通过远程调用方法，使每台自主移动机器人获取其他机器人上数据和调用其他机器人上服务能够像调用自己本机上的数据和服务一样容易；