多机器人导航的资源分配方法、设备及存储介质与流程

1.本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种多机器人导航的资源分配方法、设备及存储介质。


背景技术：

2.多机器人之间资源分配包括：空间资源、时间资源、人力资源等资源的分配，是多机器人导航需要解决的核心问题。目前的现有技术中，解决上述问题的方式通常是：把多机器人中的每一个机器人看作一个独立的机器人，而其他机器人均看作是与该机器人相对应的一个障碍物。这种处理方式的弊端是：在多机器人导航下，因为该机器人无法预知其他机器人的行动轨迹，也无法对资源进行及时、灵活地协调，因此会导致机器人之间可能会出现相互碰撞或卡在一个角落的问题。


技术实现要素：

3.本发明提供一种多机器人导航的资源分配方法、设备及存储介质，旨在解决多机器人之间可能会出现的相互碰撞或者卡在一个角落的问题。
4.第一方面，本发明提供了一种多机器人导航的资源分配方法，所述多机器人导航的资源分配方法包括：
5.获取多机器人中每个机器人分别对应的待执行任务以及当前的资源使用情况，为各机器人分别对应的所述待执行任务分配对应的任务优先级；
6.根据分配后的所述任务优先级，为各机器人导航时所需使用的资源进行调配。
7.第二方面，本发明提供了一种资源分配装置，所述资源分配装置包括：
8.优先级分配模块，用于获取多机器人中每个机器人分别对应的待执行任务以及当前的资源使用情况，为各机器人分别对应的所述待执行任务分配对应的任务优先级；
9.资源调配模块，用于根据分配后的所述任务优先级，为各机器人导航时所需使用的资源进行调配。
10.第三方面，本发明提供了一种电子设备，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的资源分配程序，所述资源分配程序被所述处理器运行时，执行所述的多机器人导航的资源分配方法。
11.第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有资源分配程序，所述资源分配程序可以被一个或者多个处理器执行，以实现所述的多机器人导航的资源分配方法的步骤。
12.本发明多机器人导航的资源分配方法、设备及存储介质，通过获取多机器人中每个机器人分别对应的待执行任务以及当前的资源使用情况，为各机器人分别对应的所述待执行任务分配对应的任务优先级；根据分配后的所述任务优先级，为各机器人导航时所需使用的资源进行调配；达到了基于任务优先级对多机器人之间的资源进行合理分配的目的，从而解决了多机器人之间可能会出现的相互碰撞或者卡在一个角落的问题。
附图说明
13.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
14.图1是本发明多机器人导航的资源分配方法的一种实施方式的流程示意图。
15.图2是本发明多机器人导航的资源分配方法中，机器人运行空间的一种实施方式的区域空间示意图。
16.图3是本发明多机器人导航的资源分配方法中，机器人运行空间的另一种实施方式的区域空间示意图。
17.图4是本发明资源分配装置的一种实施方式的功能模块示意图。
18.图5是本发明电子设备的一种实施方式的内部结构示意图。
具体实施方式
19.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
20.本发明提供一种多机器人导航的资源分配方法、设备及存储介质，通过分配任务优先级，对多机器人之间的资源进行合理分配，从而解决多机器人之间可能会出现的相互碰撞或者卡在一个角落的问题。
21.图1是本发明多机器人导航的资源分配方法的一种实施方式的流程示意图。如图1所示，本发明多机器人导航的资源分配方法可以实施为如下描述的步骤s10-s20。
22.步骤s10、获取多机器人中每个机器人分别对应的待执行任务以及当前的资源使用情况，为各机器人分别对应的所述待执行任务分配对应的任务优先级。
23.本发明实施例中，针对同一运行环境中的多个机器人，在需要共享空间资源、时间资源、货架资源和与机器人协作的人工资源等等需要共用的一些资源时，按照系统在资源分配上统一按照任务优先级进行分配的分配原则，系统首先获取多机器人中每个机器人分别需要执行的待执行任务，同时获取当前各机器人针对资源的具体使用情况；比如，当前各机器人分别所在的空间位置、所工作的货架、与机器人协作的工人平均对应的机器人的数量即工人的忙碌程度等等。
24.系统在为各机器人分别对应的所述待执行任务分配对应的任务优先级时，可以同时根据如下描述的分配依据信息，也可以至少参考如下描述的分配依据信息中的任一种，进行任务优先级的分配；其中，所述任务优先级的分配依据信息包括但不限于：机器人当前所处的空间位置，机器人当前所工作的货架位置，机器人当前所工作的货架对应的物品信息(其中，所述物品信息包括但不限于：物品类型、物品数量和物品紧急程度等)，与机器人进行协作的工人的忙碌程度，机器人对应的待执行任务的重要等级，机器人对应的待执行任务的紧急程度，机器人自身的搬运能力信息等。
25.步骤s20、根据分配后的所述任务优先级，为各机器人导航时所需使用的资源进行调配。
26.根据分配后的所述任务优先级，系统为各机器人导航时所需使用的资源进行调配；其中，所述进行调配的资源包括但不限于：空间资源、时间资源、货架资源、与机器人进行协作的人工资源等。
27.比如，在一个具体的应用场景中，系统根据分配后的所述任务优先级，当各机器人导航所需使用的资源发生冲突时，按照所述任务优先级由高到低的顺序，为对应机器人导航时所需使用的空间资源、和/或时间资源、和/或货架资源、和/或与机器人进行协作的人工资源进行调配。
28.进一步地，在一个实施例中，当系统根据分配后的所述任务优先级，为各机器人导航时所需使用的资源进行调配后，系统根据各机器人导航时所需使用的资源的调配结果，规划各机器人执行任务时所需的导航路线。
29.比如，系统根据各机器人对应的任务优先级以及对应的资源的调配结果，为机器人行进时的导航路线进行规划，从而为机器人的行进路线提供依据，达到避免多机器人之间可能会出现的相互碰撞或者卡在一个角落的情况发生。
30.进一步地，在一个实施例中，各机器人分别对应的待执行任务的任务优先级，可以根据具体的资源使用情况、和/或机器人的任务执行情况、和/或资源的客观分布情况，进行更新和调整。在进行资源调配时，利用更新和调整后的新的任务优先级进行。
31.比如，在一个实施例中，基于初次分配后的所述任务优先级，为各机器人初次导航时所需使用的资源进行调整和分配，以供机器人基于调配的资源执行对应的任务；在机器人执行任务的过程中，根据资源的具体使用情况，重新调整和更新各机器人分别对应的待执行任务的任务优先级；基于重新调整和更新后的新任务优先级，为各机器人导航时所需使用的资源进行动态调整和分配，进而为机器人执行任务时所需的导航路线进行动态调整和规划。
32.进一步地，在一个实施例中，针对空间资源的调配，所述根据分配后的所述任务优先级，为各机器人导航时所需使用的资源进行调配，可以按照如下描述的技术手段实施。
33.针对空间资源，当机器人甲在时间点t需要经过某区域a时，识别在时间点t所述区域a是否已经被占用；若所述区域a在时间点t没有被占用，则允许该机器人甲通过所述区域a。
34.若所述区域a在时间点t已经被占用，则获取该机器人甲对应的所述区域a的区域优先级x0，同时获取占用所述区域a的其他机器人的区域优先级xi；其中，i的取值为大于或者等于1的整数。
35.判断机器人甲对应的所述区域优先级x0是否大于所述区域优先级xi对应的所有取值；若所述机器人甲对应的所述区域优先级x0大于所述区域优先级xi对应的所有取值，则将所述区域a对应的区域资源分配给所述机器人甲，仅供所述机器人甲占用所述区域a；同时告知其他机器人所述区域a在时间点t已被所述机器人甲占用，并变更各机器人对应的所述区域a的资源优先级。
36.若所述机器人甲对应的所述区域优先级x0不大于所述区域优先级xi对应的所有取值，则告知所述机器人甲当前不能进入所述区域a，需要所述机器人甲进行等待或者为所述机器人甲重新规划导航路线。
37.在具体的应用场景中，针对机器人导航时所需使用的空间资源，可以依据具体应用场景中的空间区域的具体分布情况进行对应的调配以及空间资源对应的优先级的具体分配。
38.在一个实施例中，可以将机器人使用的空间资源所对应的空间区域进行划分，包
括但不限于：用户自定义的大锁区域、自动锁定区域、临时锁定区域和普通区域。
39.针对用户自定义的大锁区域，进入所述大锁区域的所有机器人对应的区域优先级将提高。如图2所示，图2是本发明多机器人导航的资源分配方法中，机器人运行空间的一种实施方式的区域空间示意图。在实际的应用中，大锁区域通常是十字路口或者丁字路口或者是单行道的死胡同，或者用户自定义的其他区域。在该大锁区域，需要保证进入该区域的机器人的承载量不超过机器人自身负荷的情况下，提高该机器人的区域优先级，从而保证更容易发生碰撞或者卡在一起的十字路口等大锁区域的畅通无阻。
40.所述区域a对应的自动锁定区域，即当有机器人进入所述自动锁定区域时均需进行区域优先级的判断；如图3所示，图3是本发明多机器人导航的资源分配方法中，机器人运行空间的另一种实施方式的区域空间示意图。在实际的应用中，针对自动锁定区域，可以把整个自动锁定区域按照相同大小的方格进行分割，得到分割后的方格区域。当为机器人规划的路线落在方格区域上时，或者规划的路线对应的必经之路落在附近的方格区域时，均需对机器人的区域优先级进行审查。如果机器人甲自身的区域优先级比方格区域对应的已占领的机器人的区域优先级低，则意味着比机器人甲的区域优先级更高的机器人乙得到了该方格区域的通过权限，此时机器人乙可能已经或者即将占用对应的目标方格区域，所以得不到该方格区域的机器人甲则无法经过该方格区域，如此就完成了多机器人的避让操作。如图3所示，图3中的路线1和路线2即被占用的方格区域，机器人甲位于中间方格区域的中间位置，路线3为针对机器人甲当前规划的路线。
41.针对临时锁定区域，所述临时锁定区域可以理解为一个拓展区域，潮汐道路对应的单股道可以利用临时锁定区域来实现机器人之间的避让。在实际的应用场景中，可以将一个单股道路标记为一个临时锁定区域；当有机器人进入所述临时锁定区域时，需申请整个单股道的占用权限直至离开所述单股道至预设位置点时，释放所述单股道的占用权限；且在所述临时锁定区域中，不允许机器人进行区域等待式停留。
42.进一步地，在一个实施例中，针对时间资源的调配，所述根据分配后的所述任务优先级，为各机器人导航时所需使用的资源进行调配，可以按照如下描述的技术手段实施。
43.针对时间资源，获取各机器人的实时运行信息；基于获取的各机器人分部对应的所述实时运行信息，得到各机器人在不同的时间点t分别对应的位置坐标(x，y)；根据所述时间点t以及对应的所述位置坐标(x，y)，绘制各机器人分别对应的运行轨迹。其中，绘制的各机器人分别对应的运行轨迹时，在具体的应用场景中，可以有如下两种方式：一种是，绘制((x，y)，t)二维运行轨迹图，即利用时间与机器人的空间位置坐标，构建二维坐标系，在构建的二维坐标系下，绘制机器人对应的运行轨迹图；另一种是，基于机器人的空间位置坐标(x，y)，得到机器人当前位置距离为机器人规划的规划路线之间的距离s，利用当前规划时间t与所述距离s，构建二维坐标系，在构建的二维坐标系下，绘制当前规划时间t与所述距离s之间关系即(t，s)二维运行轨迹图，从而直观地得到机器人对应的运行轨迹图。
44.利用绘制的所述运行轨迹，系统预测同一时间段内机器人可能发生碰撞或者卡在一起的几率，并基于预测结果，进行相关机器人的调配操作。比如，控制机器人的运行速度、和/或运行方向、和/或重新规划对应机器人的运行路线等技术手段，达到对机器人进行调配的目的，从而避免多机器人之间可能会出现的相互碰撞或者卡在一个角落的情况发生。
45.本发明多机器人导航的资源分配方法，通过获取多机器人中每个机器人分别对应
的待执行任务以及当前的资源使用情况，为各机器人分别对应的所述待执行任务分配对应的任务优先级；根据分配后的所述任务优先级，为各机器人导航时所需使用的资源进行调配；达到了基于任务优先级对多机器人之间的资源进行合理分配的目的，从而解决了多机器人之间可能会出现的相互碰撞或者卡在一个角落的问题。
46.对应于上述实施例提供的一种多机器人导航的资源分配方法，本发明实施例还提供了一种资源分配装置；所述资源分配装置能够执行上述实施例中描述的一种多机器人导航的资源分配方法的步骤。如图4所示，图4是本发明资源分配装置的一种实施方式的功能模块示意图。图4实施例仅仅从功能上，对本发明资源分配装置进行描述。
47.如图4所示，在功能上，所述资源分配装置包括：优先级分配模块100和资源调配模块200。在一个实施例中，所述优先级分配模块100用于：获取多机器人中每个机器人分别对应的待执行任务以及当前的资源使用情况，为各机器人分别对应的所述待执行任务分配对应的任务优先级；所述资源调配模块200用于：根据分配后的所述任务优先级，为各机器人导航时所需使用的资源进行调配。
48.在一个实施例中，所述资源分配装置还用于：根据各机器人导航时所需使用的资源的调配结果，规划各机器人执行任务时所需的导航路线。
49.在一个实施例中，所述资源调配模块200基于所述优先级分配模块100初次分配后的所述任务优先级，为各机器人初次导航时所需使用的资源进行调整和分配，以供机器人基于调配的资源执行对应的任务。
50.在机器人执行任务的过程中，根据资源的具体使用情况，所述优先级分配模块100重新调整和更新各机器人分别对应的待执行任务的任务优先级。
51.所述资源调配模块200基于重新调整和更新后的新任务优先级，为各机器人导航时所需使用的资源进行动态调整和分配，进而供所述资源分配装置为机器人执行任务时所需的导航路线进行动态调整和规划。
52.在一个实施例中，所述资源调配模块200根据所述优先级分配模块100分配后的所述任务优先级，当各机器人导航所需使用的资源发生冲突时，按照所述任务优先级由高到低的顺序，为对应机器人导航时所需使用的空间资源、和/或时间资源、和/或货架资源、和/或与机器人进行协作的人工资源进行调配。
53.在一个实施例中，所述资源调配模块200根据分配后的所述任务优先级，为各机器人导航时所需使用的资源进行调配，可以按照如下技术手段实施。
54.针对空间资源，当机器人甲在时间点t需要经过某区域a时，识别在时间点t所述区域a是否已经被占用；若所述区域a在时间点t没有被占用，则允许该机器人甲通过所述区域a。
55.若所述区域a在时间点t已经被占用，则获取该机器人甲对应的所述区域a的区域优先级x0，同时获取占用所述区域a的其他机器人的区域优先级xi；其中，i的取值为大于或者等于1的整数。
56.判断机器人甲对应的所述区域优先级x0是否大于所述区域优先级xi对应的所有取值；若所述机器人甲对应的所述区域优先级x0大于所述区域优先级xi对应的所有取值，则将所述区域a对应的区域资源分配给所述机器人甲，仅供所述机器人甲占用所述区域a；同时告知其他机器人所述区域a在时间点t已被所述机器人甲占用，并变更各机器人对应的
所述区域a的资源优先级。
57.若所述机器人甲对应的所述区域优先级x0不大于所述区域优先级xi对应的所有取值，则告知所述机器人甲当前不能进入所述区域a，需要所述机器人甲进行等待或者为所述机器人甲重新规划导航路线。
58.在一个实施例中，所述机器人导航时所需使用的空间资源，包括：用户自定义的大锁区域，即进入所述大锁区域的所有机器人对应的区域优先级将提高；所述区域a对应的自动锁定区域，即当有机器人进入所述自动锁定区域时均需进行区域优先级的判断；以及：临时锁定区域，所述临时锁定区域包含潮汐道路对应的单股道；当有机器人进入所述临时锁定区域时，需申请整个单股道的占用权限直至离开所述单股道至预设位置点时，释放所述单股道的占用权限；且在所述临时锁定区域中，不允许机器人进行区域等待式停留。
59.在一个实施例中，所述资源调配模块200根据分配后的所述任务优先级，为各机器人导航时所需使用的资源进行调配，可以按照如下技术手段实施。
60.针对时间资源，获取各机器人的实时运行信息；基于获取的各机器人分部对应的所述实时运行信息，得到各机器人在不同的时间点t分别对应的位置坐标(x，y)；根据所述时间点t以及对应的所述位置坐标(x，y)，绘制各机器人分别对应的运行轨迹。
61.利用绘制的所述运行轨迹，预测同一时间段内机器人可能发生碰撞或者卡在一起的几率，并基于预测结果，通过控制机器人的运行速度和/或运行方向和/或重新规划对应机器人的运行路线，进行相关机器人的调配操作。
62.本发明应用于多机器人导航的资源分配装置，通过获取多机器人中每个机器人分别对应的待执行任务以及当前的资源使用情况，为各机器人分别对应的所述待执行任务分配对应的任务优先级；根据分配后的所述任务优先级，为各机器人导航时所需使用的资源进行调配；达到了基于任务优先级对多机器人之间的资源进行合理分配的目的，从而解决了多机器人之间可能会出现的相互碰撞或者卡在一个角落的问题。
63.本发明还提供了一种电子设备，所述电子设备可以按照图1所述的多机器人导航的资源分配方法，对多个机器人导航时所需使用的资源进行分配。如图5所示，图5是本发明电子设备的一种实施方式的内部结构示意图。
64.在本实施例中，电子设备1可以是pc(personal computer，个人电脑)，也可以是智能手机、平板电脑、便携计算机等终端设备。该电子设备1至少包括存储器11、处理器12，通信总线13，以及网络接口14。
65.其中，存储器11至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，sd或dx存储器等)、磁性存储器、磁盘、光盘等。存储器11在一些实施例中可以是电子设备1的内部存储单元，例如该电子设备1的硬盘。存储器11在另一些实施例中也可以是电子设备1的外部存储设备，例如电子设备1上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smart media card,smc)，安全数字(secure digital,sd)卡，闪存卡(flash card)等。进一步地，存储器11还可以既包括电子设备1的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器11不仅可以用于存储安装于电子设备1的应用软件及各类数据，例如资源分配程序01的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
66.处理器12在一些实施例中可以是一中央处理器(central processing unit,cpu)、控制器、微控制器、微处理器或其他数据处理芯片，用于运行存储器11中存储的程序
代码或处理数据，例如执行资源分配程序01等。
67.通信总线13用于实现这些组件之间的连接通信。
68.网络接口14可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如wi-fi接口)，通常用于在该电子设备1与其他电子设备之间建立通信连接。
69.可选地，该电子设备1还可以包括用户接口，用户接口可以包括显示器(display)、输入单元比如键盘(keyboard)，可选的用户接口还可以包括标准的有线接口、无线接口。可选地，在一些实施例中，显示器可以是led显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及oled(organic light-emitting diode，有机发光二极管)触摸器等。其中，显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元，用于显示在电子设备1中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。
70.图5仅示出了具有组件11-14以及资源分配程序01的电子设备1，本领域技术人员可以理解的是，图5示出的结构并不构成对电子设备1的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
71.基于图1、图2、图3和图4实施例的描述，在图5所示的电子设备1实施例中，存储器11中存储有资源分配程序01；所述存储器11上存储的资源分配程序01可在所述处理器12上运行，所述资源分配程序01被所述处理器12运行时实现如下步骤：获取多机器人中每个机器人分别对应的待执行任务以及当前的资源使用情况，为各机器人分别对应的所述待执行任务分配对应的任务优先级；根据分配后的所述任务优先级，为各机器人导航时所需使用的资源进行调配。
72.在一个实施例中，所述资源分配程序01还可以被所述处理器12运行，以实现如下步骤：根据各机器人导航时所需使用的资源的调配结果，规划各机器人执行任务时所需的导航路线。
73.本发明电子设备，通过获取多机器人中每个机器人分别对应的待执行任务以及当前的资源使用情况，为各机器人分别对应的所述待执行任务分配对应的任务优先级；根据分配后的所述任务优先级，为各机器人导航时所需使用的资源进行调配；达到了基于任务优先级对多机器人之间的资源进行合理分配的目的，从而解决了多机器人之间可能会出现的相互碰撞或者卡在一个角落的问题。
74.此外，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有资源分配程序，所述资源分配程序可以被一个或者多个处理器执行，以实现如下操作：获取多机器人中每个机器人分别对应的待执行任务以及当前的资源使用情况，为各机器人分别对应的所述待执行任务分配对应的任务优先级；根据分配后的所述任务优先级，为各机器人导航时所需使用的资源进行调配。
75.本发明计算机可读存储介质具体实施方式与上述多机器人导航的资源分配方法、资源分配装置和电子设备对应的各实施例的实施原理基本相同，在此不作累述。
76.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。
77.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围
之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。