[发明专利]一种分布式的动态多移动机器人实时任务分配方法

权利要求书

1.一种分布式的动态多移动机器人实时任务分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取多个移动机器人的运行状态、多个待分配任务的任务点和自身价值，其中，所述运行状态包括忙碌、故障和空闲；

根据所述运行状态、所述任务点和所述自身价值确定每个所述移动机器人的移动代价和每个所述待分配任务对应的任务收益，其中，所述任务收益为所述移动机器人接受任务并执行获得，所述任务收益与所述移动机器人移动至所述任务点的移动代价相关；

将每个所述待分配任务按照所述任务收益对应的任务分配条件匹配至每个所述机器人，使所述任务收益对应的总收益最大化以完成动态多移动机器人实时任务分配。

2.根据权利要求1所述的分布式的动态多移动机器人实时任务分配方法，其特征在于，将每个所述待分配任务按照所述任务收益对应的任务分配条件匹配至每个所述机器人，包括：

预设N个移动机器人的机器人集合为R＝{r₁,r₂,r₃...r_N}，需要执行M个任务构成的任务集为T＝{t₁,t₂,t₃...t_M}，任务分配条件包括每个移动机器人接受任意一个所述待分配任务，每个待分配任务由一个所述移动机器人接受和执行，使所述移动机器人在所有任务执行完成所述总收益G最大化，其中，所述N和M均为正整数；

预设所述移动机器人r_i和所述待分配任务t_j之间的决策变量为D_ij，所述决策变量D_ij的表达式为其中，所述决策变量用于表示所述移动机器人与所述待分配任务之间的对应关系。

3.根据权利要求2所述的分布式的动态多移动机器人实时任务分配方法，其特征在于，采用拍卖算法使所述总收益最大化，包括：

预设每个待分配任务t_j包括自身价值v_j，所述移动机器人r_i根据所述惹所述任务收益p_ij进行估价并报价以获得所述待分配任务，所述移动机器人r_i通过相互交换拍卖信息并按照所述拍卖信息对应的拍卖条件来实现所述待分配任务的拍卖；

若所述移动机器人在某轮拍卖中对所述待分配任务存在相同报价时，则进行下一轮报价。

4.根据权利要求3所述的分布式的动态多移动机器人实时任务分配方法，其特征在于，所述拍卖算法为动态拍卖算法的执行过程包括：

获取所有待分配任务的任务点和自身价值、以及移动机器人的运行状态并计算所述待分配任务对应的任务收益，根据所述任务收益确定是否参与竞拍，其中，所述移动机器人确保自己的任务收益最大化的前提下对所述待分配任务加价竞拍，若所述待分配任务的任务当前价格大于预期收益，则放弃竞拍；

若某个任务有最高出价的移动机器人出现，则报价将不再变动，根据所述移动机器人的运行状态决定是否将所述待分配任务分配给最高报价的移动机器人，若被分配任务的移动机器人无法执行任务，则由空闲的最高报价的移动机器人替代；

根据所述待分配任务对应的任务集确定移动代价最小的待分配任务执行顺序，若出现剩余任务和新加入的任务，则所述移动机器人将进行新一轮竞价拍卖。

5.根据权利要求3所述的分布式的动态多移动机器人实时任务分配方法，其特征在于，若所述移动机器人在某轮拍卖中对所述待分配任务存在相同报价时，则进行下一轮报价，包括：

预设所述移动机器人r_i分配到所述待分配任务r_j的任务收益的函数表达式为其中w_ij表示所述移动机器人的本轮报价；

当所述移动机器人获取所述任务收益时，直到出现另一个移动机器人报价高于所述任务收益对应的移动机器人；

当所述移动机器人获取所述任务收益时，结束报价并更换另一个所述待分配任务，所有所述移动机器人获得的总收益G_r的表达式为其中x_ij表示最高报价分配的决策变量。