CN107967500A - 一种多台磁导航送餐机器人的调度系统 - Google Patents

一种多台磁导航送餐机器人的调度系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多台磁导航送餐机器人的调度系统，包括通信模块、路径模块、地图模块和控制模块，所述通信模块一端连接机器人端，另一端分别连接路径模块、地图模块和控制模块。本发明能够有效灵活地调度多台机器人，并有效地防止机器人之间发生碰撞，以及解决了机器人行走路线过于单一的情况，提高机器人送餐效率，优化顾客的用餐体验。

Description

一种多台磁导航送餐机器人的调度系统
技术领域
本发明涉及人工智能领域，具体是一种多台磁导航送餐机器人的调度系统。
背景技术
在餐饮行业中，逐渐兴起的餐饮机器人吸引了不少人的目光，许多地方都有新型机器人餐厅开张。而磁导航技术作为一种导航技术，在餐饮机器人的研究领域中有着广泛应用，并且非常有前景。磁导航送餐机器人是利用磁轨道来铺设其运行路线，将磁轨道粘贴在餐厅的地板上，餐饮机器人根据所接收到命令在磁轨道上完成移动以及其余动作。
磁导航送餐机器人的控制是通过餐厅PC端进行的，但由于餐厅一般情况下只有一台机器人在送餐，其送餐路线也较单一，送餐机器人的送餐效率低影响顾客的用餐体验。
磁导航送餐机器人的控制一般是通过餐厅PC端进行的，但由于餐厅内会有多台送餐机器人同时工作，容易产生碰撞等问题，若限制每台送餐机器人的移动路线，会降低送餐机器人的送餐效率，影响顾客的用餐体验。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多台磁导航送餐机器人的调度系统以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种多台磁导航送餐机器人的调度系统，包含通信模块：通过wifi无线通信技术与Android平台的送餐机器人进行信息传输；路径模块：系统根据送餐机器人的当前站点和目的站点，计算出送餐机器人的完整任务路径，当路径中包含分岔站点时，分岔站点会包含其所对应的控制命令；地图模块：系统中采用拓扑图表示餐桌布局图，在获取到客户餐厅中餐桌布局图之后，需要根据每个餐桌的位置来布设RFID卡和磁条，所有站点之间的关系可以通过拓扑图表示出来；控制模块：包括站点状态部分和机器人命令部分，调度系统计算出任务路径后把完整路径发送到机器人端，在机器人行驶过程中控制则以”站点+命令”的方式传输，同时，磁导轨中的站点状态切换都是由调度系统统一处理的，所述通信模块一端连接机器人端，另一端分别连接路径模块、地图模块和控制模块。
作为本发明进一步的方案：还包括调度方法，所述调度方法包括单机器人的调度方法和多机器人的调度方法。
4.作为本发明进一步的方案：所述单机器人的调度方法包含以下步骤：
A、送餐机器人上报当前读取到的RFID卡信息和机器人行走状态信息；
B、系统收到此RFID卡信息后查找对应站点N，确认送餐机器人当前站点；
C、系统获取目标站点后计算出完整的任务路径，并把完整路径发送到机器人端；
D、送餐机器人开启任务，设目标站点为target_will_be_used；
E、判断送餐机器人起始站点是否为厨房站点；
F、若送餐机器人起始站点为厨房站点，则无需理会其他送餐机器人行走路径中的目
标站点；
G、若送餐机器人起始站点不为厨房站点，即送餐机器人已完成送餐任务，执行取餐任务即返回取餐点。送餐机器人需查看返回路径中是否存在站点状态为target_will_be_used，若不存在，则可直接返回取餐点；若存在，则选择该站点最近一个站点P并发送“p+pause”命令给送餐机器人，当送餐机器人抵达站点P时，则停下来，并且每隔1S就检测是否有新的目标站点在行走路径中出现和路径中的目标站点的状态的变化。
作为本发明进一步的方案：所述多机器人的调度方法包含从取餐点启动任务的方法和返回取餐点的方法。
作为本发明进一步的方案：所述从取餐点启动任务的方法包含以下步骤：①.送餐机器人在厨房站点接收新送餐任务，系统根据目标站点计算任务路径；
②.新任务中需满足三个条件才能令送餐机器人执行任务路径，三个条件分别为：路径中无其他送餐机器人的目标站点；新任务的目标站点未被占用；路径中的站点状态都为free且无与送餐机器人行走方向相反的。否则送餐机器人不执行新任务；
③.送餐机器人执行新任务，设置目标站点的状态为target_will_be_used，并把目标站点添加到目标站点数组内；
④.判断路径中是否存在分岔站点，若存在，则设置分岔站点的状态为send_dinner_will_be_used，并在路径上正常行走；若不存在，送餐机器人可以在任务路径上无障碍行走；
⑤.当送餐机器人经过分岔站点后，设置分叉站点状态为free；
⑥.送餐机器人到达目标站点执行完任务后，设置目标站点状态为free，但不将目标站点从目标站点数组内移除，送餐机器人完成送餐任务。
7、作为本发明进一步的方案：所述返回取餐点的方法包含以下步骤：Ⅰ.送餐机器人执行取餐任务，系统根据目标站点计算任务路径；
Ⅱ.系统检测每个执行取餐任务机器人的任务路径站点状态。任务路径中需满足不存在状态为send_dinner_will_be_used的分岔站点以及target_will_be_used的目标站点，机器人才可继续行走；
Ⅲ.若任务路径存在状态为send_dinner_will_be_used的分岔站点或target_will_be_used的目标站点，则取任务路径中离该分岔站点或目标站点最近的一个站点P，并向机器人发送“P+pause”的命令；
Ⅳ.机器人按原路径继续行走，并实时监测是否到达站点P，当到达站点P时，机器人在站点P停止行走，同时每隔1S监测分岔站点或目标站点状态是否为free，当站点状态变为free时，系统向机器人发送“p+run”的命令；
Ⅴ.机器人按原路继续行走，机器人到达取餐站点后，将目标站点从目标站点数组内移除，机器人完成取餐任务。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明能够有效灵活地调度多台机器人，并有效地防止机器人之间发生碰撞，以及解决了机器人行走路线过于单一的情况，提高机器人送餐效率，优化顾客的用餐体验。
附图说明
图1是多台磁导航送餐机器人的调度系统结构框图；
图2是单送餐机器人的调度流程图；
图3是多机器人从取餐点启动任务流程图；
图4是多机器人返回取餐点流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
请参阅图1-4，本发明实施例中，一种多台磁导航送餐机器人的调度系统，包含通信模块：通过wifi无线通信技术与Android平台的送餐机器人进行信息传输；路径模块：系统根据送餐机器人的当前站点和目的站点，计算出送餐机器人的完整任务路径，当路径中包含分岔站点时，分岔站点会包含其所对应的控制命令；地图模块：系统中采用拓扑图表示餐桌布局图，在获取到客户餐厅中餐桌布局图之后，需要根据每个餐桌的位置来布设RFID卡和磁条，所有站点之间的关系可以通过拓扑图表示出来；控制模块：包括站点状态部分和机器人命令部分，调度系统计算出任务路径后把完整路径发送到机器人端，在机器人行驶过程中控制则以”站点+命令”的方式传输，同时，磁导轨中的站点状态切换都是由调度系统统一处理的，所述通信模块一端连接机器人端，另一端分别连接路径模块、地图模块和控制模块。
所述调度系统的运行需满足以下几种情况：
1.餐厅地图中不包含临时停靠站点；
2.所有的送餐任务都是从厨房站点开启，并且送餐机器人执行任务后，直接执行取餐任务(即返回厨房站点)，不处理其他送餐任务；
3.新任务的路径中站点若已存在其它机器人停靠，或者被其他任务路径占用了，又或者新任务路径中有其他机器人行走方向与该任务路径方向相反，则新任务不开启；
4.送餐机器人行走方向不后退。
单机器人的调度流程：
所述送餐机器人只有在取餐点开启任务时，调度系统才需要把目标站点放入到全局目标站点数组内，同时将此站点的状态设置为target_will_be_used，目标站点数组统一由调度系统管理，用于判断是否可以开启新任务的条件之一，调度系统需要实时监测每个执行任务的送餐机器人所行走路径中是否有目标站点。
所述站点可能在不同的时刻收到2个不同的命令，需把最后收到的命令更换前一个命令：
A、送餐机器人上报当前读取到的RFID卡信息和机器人行走状态信息；
B、系统收到此RFID卡信息后查找对应站点N，确认送餐机器人当前站点；
C、系统获取目标站点后计算出完整的任务路径，并把完整路径发送到机器人端；
D、送餐机器人开启任务，设目标站点为target_will_be_used；
E、判断送餐机器人起始站点是否为厨房站点；
F、若送餐机器人起始站点为厨房站点，则无需理会其他送餐机器人行走路径中的目标站点；
G、若送餐机器人起始站点不为厨房站点，即送餐机器人已完成送餐任务，执行取餐任务即返回取餐点。送餐机器人需查看返回路径中是否存在站点状态为target_will_be_used，若不存在，则可直接返回取餐点；若存在，则选择该站点最近一个站点P并发送“p+pause”命令给送餐机器人，当送餐机器人抵达站点P时，则停下来，并且每隔1S就检测是否有新的目标站点在行走路径中出现和路径中的目标站点的状态的变化。
多机器人的调度方法包含从取餐点启动任务的方法和返回取餐点的方法。
从取餐点启动任务的方法包含以下步骤：①.送餐机器人在厨房站点接收新送餐任务，系统根据目标站点计算任务路径；
②.新任务中需满足三个条件才能令送餐机器人执行任务路径，三个条件分别为：路径中无其他送餐机器人的目标站点；新任务的目标站点未被占用；路径中的站点状态都为free且无与送餐机器人行走方向相反的。否则送餐机器人不执行新任务；
③.送餐机器人执行新任务，设置目标站点的状态为target_will_be_used，并把目标站点添加到目标站点数组内；
④.判断路径中是否存在分岔站点，若存在，则设置分岔站点的状态为send_dinner_will_be_used，并在路径上正常行走；若不存在，送餐机器人可以在任务路径上无障碍行走；
⑤.当送餐机器人经过分岔站点后，设置分叉站点状态为free；
⑥.送餐机器人到达目标站点执行完任务后，设置目标站点状态为free，但不将目标站点从目标站点数组内移除，送餐机器人完成送餐任务。
返回取餐点(即执行取餐任务)的方法包含以下步骤：Ⅰ.送餐机器人执行取餐任务，系统根据目标站点计算任务路径；
Ⅱ.系统检测每个执行取餐任务机器人的任务路径站点状态。任务路径中需满足不存在状态为send_dinner_will_be_used的分岔站点以及target_will_be_used的目标站点，机器人才可继续行走；
Ⅲ.若任务路径存在状态为send_dinner_will_be_used的分岔站点或target_will_be_used的目标站点，则取任务路径中离该分岔站点或目标站点最近的一个站点P，并向机器人发送“P+pause”的命令；
Ⅳ.机器人按原路径继续行走，并实时监测是否到达站点P，当到达站点P时，机器人在站点P停止行走，同时每隔1S监测分岔站点或目标站点状态是否为free，当站点状态变为free时，系统向机器人发送“p+run”的命令；
Ⅴ.机器人按原路继续行走，机器人到达取餐站点后，将目标站点从目标站点数组内移除，机器人完成取餐任务。

Claims (6)

1.一种多台磁导航送餐机器人的调度系统，其特征在于，包含通信模块：通过wifi无线通信技术与Android平台的送餐机器人进行信息传输；路径模块：系统根据送餐机器人的当前站点和目的站点，计算出送餐机器人的完整任务路径，当路径中包含分岔站点时，分岔站点会包含其所对应的控制命令；地图模块：系统中采用拓扑图表示餐桌布局图，在获取到客户餐厅中餐桌布局图之后，需要根据每个餐桌的位置来布设RFID卡和磁条，所有站点之间的关系可以通过拓扑图表示出来；控制模块：包括站点状态部分和机器人命令部分，调度系统计算出任务路径后把完整路径发送到机器人端，在机器人行驶过程中控制则以”站点+命令”的方式传输，同时，磁导轨中的站点状态切换都是由调度系统统一处理的，所述通信模块一端连接机器人端，另一端分别连接路径模块、地图模块和控制模块。
2.根据权利要求1所述的一种多台磁导航送餐机器人的调度系统，其特征在于，还包括调度方法，所述调度方法包括单机器人的调度方法和多机器人的调度方法。
3.根据权利要求2所述的一种多台磁导航送餐机器人的调度系统，其特征在于，所述单机器人的调度方法包含以下步骤：
A、送餐机器人上报当前读取到的RFID卡信息和机器人行走状态信息；
B、系统收到此RFID卡信息后查找对应站点N，确认送餐机器人当前站点；
C、系统获取目标站点后计算出完整的任务路径，并把完整路径发送到机器人端；
D、送餐机器人开启任务，设目标站点为target_will_be_used；
E、判断送餐机器人起始站点是否为厨房站点；
F、若送餐机器人起始站点为厨房站点，则无需理会其他送餐机器人行走路径中的目标站点；
G、若送餐机器人起始站点不为厨房站点，即送餐机器人已完成送餐任务，执行取餐任务即返回取餐点。送餐机器人需查看返回路径中是否存在站点状态为target_will_be_used，若不存在，则可直接返回取餐点；若存在，则选择该站点最近一个站点P并发送“p+pause”命令给送餐机器人，当送餐机器人抵达站点P时，则停下来，并且每隔1S就检测是否有新的目标站点在行走路径中出现和路径中的目标站点的状态的变化。
4.根据权利要求2所述的一种多台磁导航送餐机器人的调度系统，其特征在于，所述多机器人的调度方法包含从取餐点启动任务的方法和返回取餐点的方法。
5.根据权利要求4所述的一种多台磁导航送餐机器人的调度系统，其特征在于，所述从取餐点启动任务的方法包含以下步骤：①.送餐机器人在厨房站点接收新送餐任务，系统根据目标站点计算任务路径；
②.新任务中需满足三个条件才能令送餐机器人执行任务路径，三个条件分别为：路径中无其他送餐机器人的目标站点；新任务的目标站点未被占用；路径中的站点状态都为free且无与送餐机器人行走方向相反的。否则送餐机器人不执行新任务；
③.送餐机器人执行新任务，设置目标站点的状态为target_will_be_used，并把目标站点添加到目标站点数组内；
④.判断路径中是否存在分岔站点，若存在，则设置分岔站点的状态为send_dinner_will_be_used，并在路径上正常行走；若不存在，送餐机器人可以在任务路径上无障碍行走；
⑤.当送餐机器人经过分岔站点后，设置分叉站点状态为free；
⑥.送餐机器人到达目标站点执行完任务后，设置目标站点状态为free，但不将目标站点从目标站点数组内移除，送餐机器人完成送餐任务。
6.根据权利要求4所述的一种多台磁导航送餐机器人的调度系统，其特征在于，所述返回取餐点的方法包含以下步骤：Ⅰ.送餐机器人执行取餐任务，系统根据目标站点计算任务路径；
Ⅱ.系统检测每个执行取餐任务机器人的任务路径站点状态。任务路径中需满足不存在状态为send_dinner_will_be_used的分岔站点以及target_will_be_used的目标站点，机器人才可继续行走；
Ⅲ.若任务路径存在状态为send_dinner_will_be_used的分岔站点或target_will_be_used的目标站点，则取任务路径中离该分岔站点或目标站点最近的一个站点P，并向机器人发送“P+pause”的命令；
Ⅳ.机器人按原路径继续行走，并实时监测是否到达站点P，当到达站点P时，机器人在站点P停止行走，同时每隔1S监测分岔站点或目标站点状态是否为free，当站点状态变为free时，系统向机器人发送“p+run”的命令；
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