[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

说明书

本发明公开了一种分布式的动态多移动机器人实时任务分配方法，通过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，根据运行状态、任务点和自身价值确定每个移动机器人的移动代价和每个待分配任务对应的任务收益，将每个待分配任务按照任务收益对应的任务分配条件匹配至每个所述机器人，使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，动态同步生成和更新任务集，实现对任务分配的效率进行准确评价，引入多轮实时任务分配机制确定移动代价最小的任务执行顺序，兼顾了执行效率和移动代价，采用分布式架构来控制移动机器人群体，保持移动机器人个体的灵活性，从而优化任务分配结果，提高分配与执行效率。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，尤其涉及一种分布式的动态多移动机器人实时任务分配方法。

背景技术

完整的自主移动机器人任务分配系统分为上位机调度系统与下位机运动控制器，而在以往的集中式系统中，上位机调度通常需要单独主机接收任务且进行计算得到所有机器人的任务分配结果，所有分配结果被发送到每一个机器人中并由运动控制器根据任务的具体情况控制机器人运行。传统的集中式系统对于主机的计算性能要求很高，同时对网络的实时性和带宽资源要求很高，由于需要人工介入频繁地在主机端更改运行路线，而没有完全的通过系统本身算法解决问题，导致实际运行中总是会出现堵塞情况。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种动态任务分配、防止出现冲突和提高任务分配效率的分布式的动态多移动机器人实时任务分配方法，来解决上述存在的技术问题，具体采用以下技术方案来实现。

本发明提供了一种分布式的动态多移动机器人实时任务分配方法，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。

作为上述技术方案的进一步改进，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。

作为上述技术方案的进一步改进，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；