单向式路径调度方法及系统与流程

本发明涉及机器人调度技术领域，具体而言，涉及一种单向式路径调度方法及系统。

背景技术：

随着技术的进步，机器人不再仅仅是科技电影中的角色，而是真切的出现在实际生活中。机器人作为自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它可以承担生活中很多工作，实现了对人力成本的节约。

相关技术中，机器人通常自行规划行驶路径。在多个机器人运行的场景下，如果每一个机器人都自行规划行驶路径的话，会占用行驶空间中人类活动的空间，机器人执行行驶任务对同一空间中人类的活动造成影响，同时机器人之间也存在相互干扰、阻挡的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种单向式路径调度方法及系统，用以改善上述问题。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种单向式路径调度方法，应用于互相通信的服务器与第一机器人，所述服务器内预先存储多条单向路径及任务列表信息；每一条所述单向路径包括至少一个任务位置点，所述单向式路径调度方法包括：位于调度区且处于空闲状态的所述第一机器人向所述服务器发送任务请求；所述服务器基于接收到的所述任务请求从所述任务列表信息中为所述第一机器人分配一目标任务信息；其中，所述目标任务信息包括从所述调度区移动至目标任务位置点的第一移动任务、由所述目标任务位置点移动至所述调度区的第二移动任务及与所述目标任务位置点对应的操作任务；所述服务器将所述目标任务信息发及目标路径发送至所述第一机器人；其中，所述目标路径由所述服务器从所述多条单向路径中选出的与所述第一移动任务及第二移动任务匹配的路径；所述第一机器人执行所述第一移动任务，沿所述目标路径移动，直至抵到所述目标任务位置点，以便执行所述操作任务；所述第一机器人在获得操作任务结束指令后，执行所述第二移动任务，沿所述目标路径的对应路径方向驶离该目标任务位置点，以回到所述调度区。

第二方面，本发明实施例提供了一种单向式路径调度系统，所述单向式路径调度系统包括服务器与第一机器人，所述服务器与第一机器人之间通信连接，所述服务器内预先存储多条单向路径及任务列表信息；每一条所述单向路径包括至少一个任务位置点，所述单向式路径调度方法包括：所述第一机器人，用于在置于调度区且处于空闲状态时，向所述服务器发送任务请求；所述服务器，用于基于接收到的所述任务请求从所述任务列表信息中为所述第一机器人分配一目标任务信息；其中，所述目标任务信息包括从所述调度区移动至目标任务位置点的第一移动任务、由所述目标任务位置点移动至所述调度区的第二移动任务及与所述目标任务位置点对应的操作任务；所述服务器，还用于将所述目标任务信息发及目标路径发送至所述第一机器人；其中，所述目标路径由所述服务器从所述多条单向路径中选出的与所述第一移动任务及第二移动任务匹配的路径；所述第一机器人，还用于执行所述第一移动任务，沿所述目标路径移动，直至抵到所述目标任务位置点，以便执行所述操作任务；所述第一机器人，还用于在获得操作任务结束指令后，执行所述第二移动任务，沿所述目标路径的对应路径方向驶离该目标任务位置点，以回到所述调度区。

与现有技术相比，本发明提供的一种单向式路径调度方法，通过在服务器内预先存储多条至少包括一个任务位置点的单向路径，在所述第一机器人位于调度区且处于空闲状态时，向服务器请求获取目标任务信息，同时服务器会将与该目标任务信息中的第一移动任务和第二移动任务对应的目标路径发送至所述第一机器人。再由第一机器人执行第一移动任务，按照目标路径运行，以抵达所述任务信息对应的所述目标任务位置点并执行所述任务信息对应的操作，并在第一机器人在获得操作任务结束指令后，执行所述第二移动任务，沿所述目标路径的对应路径方向驶离该目标任务位置点，以回到所述调度区。也就是，采用统一的单向路径分配避免多个机器人自行规划路径出现的出现相互干扰、阻挡的问题环路死锁或阻塞，也减少了多台机器人各自规划路线对同一空间中人类活动的影响。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种单向式路径调度系统的结构示意图。

图2为多条单向路径的示意图。

图3为图1中示出的服务器的结构示意图。

图4为本发明实施例提供的一种单向式路径调度方法的步骤流程图。

图5为本发明实施例提供的一种单向式路径调度方法的步骤流程图的另一部分。

图标：100-服务器；111-存储器；112-处理器；113-通信单元；200-机器人；300-单向式路径调度系统。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明下述各实施例如无特别说明均可应用于如图1所示的单向式路径调度系统300，如图1所示，单向式路径调度系统300可以包括服务器100和多个可以移动的机器人200，上述服务器100分别与多个可以移动的机器人200通信连接。

上述机器人200内预先设置运行场地的地图，并可以利用配备的传感器结合运行场地的地图确定该机器人200的实时位置，例如，上述实时位置可以是地图上的栅格坐标。机器人200的尺寸、安全距离可以预先配置于机器人200内，例如机器人200的高度和宽度。机器人200还可以识别运动方向上的障碍物(例如运行的其他机器人)。

上述服务器100内可以预先多条单向路径。图2为多条单向路径的实例图。上述单向路径即可以是路径方向固定不可逆的路径，也就是，机器人200按照单向路径运行时，仅可以按照该单向路径对应的路径方向运行，不可反方向运行。进一步地，单向路径可以由多个栅格路径点组成的集合。

请参考图3，上述服务器100包括存储器111、处理器112、通信单元113。

所述存储器111、处理器112、通信单元113各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述处理器112用于执行所述存储器111中存储的可执行模块。

其中，所述存储器111可以是，但不限于，随机存取存储器111(randomaccessmemory，ram)，只读存储器111(readonlymemory，rom)，可编程只读存储器111(programmableread-onlymemory，prom)，可擦除只读存储器111(erasableprogrammableread-onlymemory，eprom)，电可擦除只读存储器111(electricerasableprogrammableread-onlymemory，eeprom)等。其中，存储器111用于存储程序或者数据。所述通信单元113用于通过所述网络建立机器人200与其它通信终端之间的通信连接，并用于通过所述网络收发数据。

应当理解的是，图3所示的结构仅为服务器100的结构示意图，所述服务器100还可包括比图3中所示更多或者更少的组件，或者具有与图3所示不同的配置。图3中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

第一实施例

请参考图4，图4为本发明较佳实施例提供的一种单向式路径调度方法的流程图。上述单向式路径调度方法包括以下步骤：

步骤s101，位于调度区且处于空闲状态的第一机器人向所述服务器100发送任务请求。

在本发明实施例中，当所述第一机器人进入空闲状态，且识别到其当前的位置属于预先划分的调度区时，向服务器100发送任务请求。

步骤s102，所述服务器100基于接收到的所述任务请求从所述任务列表信息中为所述第一机器人分配一目标任务信息。

在本发明实施例中，所述服务器100内预设任务列表信息，上述任务列表信息包括多个任务信息。每一个任务信息包括与一任务位置点对应的操作任务、由调度区移动至该任务位置点的第一移动任务及由该任务位置点移动至所述调度区的第二移动任务。服务器100响应于第一机器人的任务请求从任务列表信息中选择一任务信息作为第一机器人的目标任务信息。

上述操作任务可以包括至少一个任务作业，任务作业可以是充电操作、卸货操作等。需要说明的是，上述任务位置点可以是运行场地的地图上对应的执行任务操作的栅格路径点，且运行场地的地图设定的任务位置点也可以通过在服务器100上进行修改更新(例如，撤销任务位置点、新增任务位置点)。同时，在服务器100对运行场地的地图上的任务位置点更新后，会新规划从调度区经过任务位置点再回到调度区的单向路径并存储，以使所述单向路径的起始位置点和终止位置点均属于与调度区内且在起始位置点和终止位置点之间至少经过一个任务位置点。

步骤s103，所述服务器100将所述目标任务信息发及目标路径发送至所述第一机器人。

在本发明实施例中，上述目标路径为服务器100从当前存储的单向路径中确定的与所述第一移动任务及第二移动任务匹配的路径。可选地，目标路径可以是依据目标任务信息对应的目标任务位置点，从多条单向路径中确定的路径。第一机器人按照目标路径移动可以实现由调度区抵到对应的目标任务位置点，并可以驶离目标任务位置点回到调度区。

可选地，确定目标路径的方式可以是从单向路径中获取包括该目标任务位置点的单向路径作为目标路径。进一步地，如果存在多条单向路径均包括目标任务位置点时，将当前被其他机器人选中作为目标路径的次数最少的单向路径作为第一机器人的目标路径。例如，单向路径a和单向路径b均包括第一机器人的路径请求对应的目标任务位置点，单向路径a当前已被一台其他的机器人200选作目标路径，而单向路径b当前已经被2台其他机器人选作目标路径，则将单向路径a确定为第一机器人对应的目标路径。

步骤s104，第一机器人执行第一移动任务，沿所述目标路径移动，直至抵到目标任务位置点，以便执行操作任务。

在本发明实施例中，第一机器人启动第一移动任务，沿着目标路径移动，直到抵到目标任务位置点。需要说明的是，在第一机器人的当前位置与目标任务位置点之间的距离小于预设阈值时，可以认为抵到目标任务位置点。

步骤s105，第一机器人在获得操作任务结束指令后，执行所述第二移动任务，沿所述目标路径的对应路径方向驶离该目标任务位置点，以回到所述调度区。

进一步地，在第一机器人在执行第一移动任务或者第二移动任务的过程中，若所述第一机器人检测运行方向上存在障碍物，则依据所述障碍物的类型执行自主避让。上述障碍物的类型可以是固定障碍物，也可以是移动障碍物。需要说明的是，移动障碍物可以是其他机器人，也可以是走动的人。区分固定障碍物与移动障碍物的方法除了采用图像采集识别之外，还可以通过探测到的障碍物的移动速度进行确定。

可选地，上述依据所述障碍物的类型执行自主避让的方式可以是当所述障碍物的类型为固定障碍物时，则按照预设的避让算法执行避让操作。当所述障碍物的类型为移动障碍物时，则通过调整所述第一机器人的运行状态进行避让。

例如，在探测到移动障碍物当前的位置位于目标路径上，但其移动方向与目标路径的路径方向不同，则控制第一机器人减速避让或者暂停移动。具体地，在第一机器人检测到与移动障碍物之间的距离小于安全距离的指定倍数，则暂停移动。在第一机器人检测到移动障碍物之间的距离不小于安全距离的指定倍数，则减速避让。

再例如，在探测到移动障碍物当前的位置位于目标路径上，且其移动方向与目标路径的路径方向相同，则控制第一机器人减速避让或变更车道超越。具体地，在比较宽敞的运行场地(例如，图书馆、餐厅、仓库等)运行。每一条单向路径均可以规划在较宽的通道上，单向路径在通道中设有主车道及与主车道平行的副车道，通常第一机器人在单向路径的主车道上移动，当识别到主车道有阻挡的其他机器人时，可以控制第一机器人移动至对应的副车道继续运行，直至第一机器人在路径方向上超越该机器人200，再控制第一机器人回到主车道运行。具体地，移动障碍物为人等活体生物时，则减速避让。

进一步地，当调度区中出现与第一机器人对应相同的所述目标路径的第二机器人时，所述方法还包括：第二机器人从所述服务器100获取所述第一机器人离开所述调度区的离开时长，当所述离开时长达到预设时间时，所述第二机器人启动执行对应的第一移动任务。从而避免相同路径上机器人200之间的干扰。

进一步地，当第一机器人抵达所述目标任务位置点时，如图5所示，上述单向式路径调度方法还包括：

步骤s201，第一机器人停止移动。

在本方实施例中，上述抵达目标任务位置点可以是第一机器人的实时位置与目标任务位置点在运行场地的地图上对应的栅格路径点之间的距离小于预定值。在第一机器人抵达所述目标任务位置点且目标任务位置点不存在障碍物时，第一机器人移动至目标任务位置点，并停止移动。

进一地，停止移动后还可以对目标任务位置点进行检测，若所述第一机器人检测到所述目标任务位置点存在所述障碍物，则等待预设的时间后，重复对所述目标任务位置点进行检测。如果再次检测到所述目标任务位置点存在所述障碍物，所述第一机器人生成所述操作任务结束指令，并依据该操作任务结束指令，沿着目标路径的路径方向驶离该目标任务位置点。如果检测到所述目标任务位置点不存在所述障碍物，流程进入步骤s202，由启动第一机器人执行操作任务。

步骤s202，所述第一机器人执行所述操作任务，直至所述操作任务完成或者停止移动的时长达到预设时间阈值，生成所述操作任务结束指令，并标记所述操作任务执行结果。

在本方实施例中，第一机器人内还可以设置一预设时间阈值，第一机器人从开始执行操作任务开始计时。如果在预设时间阈值内执行完对应的任务操作，则停止执行操作任务并将该目标任务位置点对应的任务执行结果标记为已完成。如果在预设时间阈值内未执行完对应的操作任务，则也停止执行该操作任务并将该目标任务位置点对应的任务执行结果标记为执行未完成。

步骤s203，在第一机器人停止执行任务操作后，沿所述目标路径对应路径方向驶离该目标任务位置点。

进一步地，当所述第一机器人到达所述目标路径对应的终止位置点时，读取所述操作任务的所述执行结果。

如果所述执行结果为任务已经完成，所述第一机器人进入所述空闲状态。需要说明的是，回到调度区且又进入空闲状态的第一机器人可以继续向服务器100发送任务请求。

如果所述执行结果为任务未完成，第一机器人进入等待人工处理状态，直至接收到所述服务器100发送的重启所述目标任务信息的指令或接收到所述服务器100删除该目标任务信息的通知报文，第一机器人才退出等待人工处理状态。需要说明的是，重启目标任务信息的指令与服务器100删除该目标任务信息的通知报文均由所述服务器100响应用户操作生成。需要说明的是，在等待人工处理状态的机器人200不能接受服务器100的任务分配，只能等待服务器100重新发送指令给该第一机器人使其重新执行原来的目标任务信息，或者该目标任务信息被服务器100删除。而上述使第一机器人退出等待人工处理状态的方式均需要人工操作实现。

第二实施例

如图1所示，本发明较佳实施例提供的一种单向式路径调度系统300可以包括：服务器100和多个机器人200，服务器100与多个机器人200通信连接。服务器100内预先存储多条单向路径及任务列表信息，每一条所述单向路径包括至少一个任务位置点，所述单向式路径调度方法包括：

所述第一机器人，用于在置于调度区且处于空闲状态时，向所述服务器100发送任务请求。

所述服务器100，用于基于接收到的所述任务请求从所述任务列表信息中为所述第一机器人分配一目标任务信息；其中，所述目标任务信息包括从所述调度区移动至目标任务位置点的第一移动任务、由所述目标任务位置点移动至所述调度区的第二移动任务及与所述目标任务位置点对应的操作任务。

所述服务器100，还用于将所述目标任务信息发及目标路径发送至所述第一机器人；其中，所述目标路径由所述服务器100从所述多条单向路径中选出的与所述第一移动任务及第二移动任务匹配的路径。

所述第一机器人，还用于执行所述第一移动任务，沿所述目标路径移动，直至抵到所述目标任务位置点，以便执行所述操作任务。

所述第一机器人，还用于在获得操作任务结束指令后，执行所述第二移动任务，沿所述目标路径的对应路径方向驶离该目标任务位置点，以回到所述调度区。

进一步地，所述第一机器人在执行所述第一移动任务及第二移动任务的过程中，具体还用于：

若检测运行方向上存在障碍物，则依据所述障碍物的类型执行自主避让。

优选地，所述第一机器人具体用于：

当所述障碍物的类型为固定障碍物时，则按照预设的避让算法执行避让操作。

当所述障碍物的类型为移动障碍物时，则通过调整所述第一机器人的运行状态进行避让。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

综上所述，本发明提供的一种单向式路径调度方法及系统，上述单向式路径调度方法可以应用于单向式路径调度系统。其中，单向式路径调度系统中的服务器内预先存储多条单向路径及任务列表信息；每一条所述单向路径包括至少一个任务位置点。所述单向式路径调度方法包括：位于调度区且处于空闲状态的所述第一机器人向所述服务器发送任务请求；所述服务器基于接收到的所述任务请求从所述任务列表信息中为所述第一机器人分配一目标任务信息；其中，所述目标任务信息包括从所述调度区移动至目标任务位置点的第一移动任务、由所述目标任务位置点移动至所述调度区的第二移动任务及与所述目标任务位置点对应的操作任务，所述服务器将所述目标任务信息发及目标路径发送至所述第一机器人；其中，所述目标路径由所述服务器从所述多条单向路径中选出的与所述第一移动任务及第二移动任务匹配的路径；所述第一机器人执行所述第一移动任务，沿所述目标路径移动，直至抵到所述目标任务位置点，以便执行所述操作任务；所述第一机器人在获得操作任务结束指令后，执行所述第二移动任务，沿所述目标路径的对应路径方向驶离该目标任务位置点，以回到所述调度区。也就是，采用统一的单向路径和任务分配方法，减少了多台机器人的自主行走路线对环境空间的占用，减少机器人移动对同一环境中人的活动的影响。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。