CN113282080A - 一种移动机器人管理系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种移动机器人管理系统及其方法，特点是移动机器人管理系统包括操作终端、服务器端、执行终端和无线通讯网络，移动机器人管理方法包括任务调度方法、自动充电方法和交通管制方法；优点是在现场应用移动机器人更加便利，有利于工程师快速调试，提升了工程师的调试效率且减少了成本；实现了任务的合理优化派发，可以根据现场实际需求进行任务派发；实现了对电源的智能化管理，防止对移动机器人的过充过放，可实现移动机器人全天电力充足；实现移动机器人运行在道路上时交通不发生堵塞，提升了移动机器人的运行效率。
Description
技术领域
本发明涉及移动机器人领域，尤其是一种移动机器人管理系统及其方法。
背景技术
移动机器人是一种无人驾驶的自动化智能设备，移动机器人依靠磁导航、视觉导航、激光导航、二维码导航等技术，可以沿着设定的导航路径行驶，搬运物料，并且具有自动充电、安全保护等功能。随着现在人工成本和管理成本的持续增加，移动机器人的应用在生产车间以及仓储系统中日渐显著。目前国内对移动机器人的研究主要偏向于机器人硬件设计的研究，多机器人多区域多路线之间的任务设计、调度和交通管制始终是本领域的难题。
现有的移动机器人虽然可以正常执行任务，但对于任务的调度需要调试人员现场反复调试修改，浪费人力的同时增加了成本，而且在面对运行道路拥堵的情况下，多台移动机器人会互相阻碍死锁，导致工作效率低下。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种移动机器人管理系统及其方法，不但提高了工作效率，而且减少了成本。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种移动机器人管理系统，包括操作终端、执行终端、服务器端和无线通讯网络；
所述的操作终端包括交互平板，用于物料绑定和任务呼叫；所述的物料绑定是指工作人员在交互平板上把物料的信息和物料所在位置绑定在一起；所述的任务呼叫是指工作人员在交互平板上发布任务，并通过无线通讯网络向所述的服务器端发送任务；
所述的执行终端包括多台移动机器人，所述的移动机器人用于采集的参数数据，并通过无线通讯网络传输给所述的服务器端，还用于接收所述的服务器端发送的控制命令并执行控制命令；所述的移动机器人的参数数据包括移动机器人的位置、角度、资源及电量；
所述的服务器端包括任务链配置模块和数据库，所述的任务链配置模块用于预先配置每个任务名称对应的任务链并储存至所述的数据库中；所述的数据库储存有操作终端发送的任务、执行终端传输的移动机器人的参数数据、预先配置的任务链和派送任务集合，所述的派送任务集合包括所有允许派送的任务；
所述的服务器端还包括任务调度模块，所述的任务调度模块包括任务链绑定单元、任务筛选单元和任务派送单元；所述的任务链绑定单元根据任务的名称和数据库中储存的预先配置的任务链映射任务对应的任务链；所述的任务筛选单元筛选出完成正确映射的任务链所对应的任务；所述的任务派送单元将完成正确映射的任务链所对应的任务按顺序填充至数据库中已清空的派送任务集合中，再将派送任务集合中的派送任务按顺序派送给适合任务的移动机器人，并根据被派送的任务对应的任务链通过无线通讯网络发送对应的控制命令给执行终端中适合任务的移动机器人。
所述的服务器端设置有自动充电模块，所述的数据库储存有充电桩的信息及由服务器端设定的低电量信息、时间段信息、自动充电电量信息和时间信息，所述的充电桩的信息包括充电桩的IP地址、充电桩所在的区域和位置；所述的自动充电模块根据数据库中储存的操作终端发送的任务、充电桩的信息、移动机器人的参数数据及由服务器端设定的低电量信息、时间信息时间段信息、自动充电电量信息和时间信息，在充电桩所在的区域发布充电任务并储存至数据库中；所述的充电任务包括空闲充电任务、低电压充电任务和时间段信息充电任务。
所述的服务器端设置有交通管制模块，所述的交通管制模块避免适合任务的移动机器人在运行上发生堵塞，所述的数据库中储存有由服务器端设定的至少一个特定区域、触发条件、避让点和避让区域，触发条件是指在特定区域内只能有一台移动机器人，所述的交通管制模块包括资源申请单元、串卡管制单元、区域管制单元和智能避让单元；
所述的资源申请单元用于根据适合任务的移动机器人的参数数据和其被派送的任务，解析得到适合任务的移动机器人所需的资源点集合；
所述的串卡管制单元用于当监控到有别的移动机器人占据了适合任务的移动机器人所需的资源点时，对适合任务的移动机器人发送停止运行的控制命令；
所述的区域管制单元用于当监控到适合任务的移动机器人运行到特定区域内且触发了触发条件时，对没有停止的适合任务的移动机器人发送停止运行的控制命令；
所述的智能避让单元用于当监控到两台适合任务的移动机器人在双向单车道上运行且运行方向相对时，对先申请资源的适合任务的移动机器人发送移动到避让点的控制命令，直至另一台适合任务的移动机器人离开避让区域后，对先申请资源的适合任务的移动机器人发送继续运行的控制命令。
一种移动机器人管理方法，包括以下步骤：
①工作人员通过操作终端的交互平板进行物料绑定后，工作人员通过操作终端的交互平板发布任务，并通过无线通讯网络向服务器端发送任务；
②在服务器端中通过任务链配置模块预先配置每个任务名称对应的任务链并储存至数据库中，并在数据库中设置一个包括所有允许派送的任务的派送任务集合；
③服务器端接收到操作终端发送的任务后，根据接收到的执行终端发送的多台移动机器人的参数数据，移动机器人的参数数据包括移动机器人的位置、角度、资源及电量，通过服务器端的任务调度模块将任务派送给适合任务的移动机器人，并通过无线通讯网络发送对应的控制命令给执行终端中适合任务的移动机器人，具体过程如下：
③-1服务器端将接收到的操作终端发送的任务和执行终端发送的多台移动机器人的参数数据储存至数据库中，清空数据库中的派送任务集合，通过任务链绑定单元遍历任务同时根据任务的名称和数据库中储存的预先配置的任务链对任务的任务链进行映射，通过任务筛选单元筛选出完成正确映射的任务链所对应的任务，并在任务派送单元中将完成正确映射的任务链所对应的任务按顺序填充至数据库中已清空的派送任务集合中，并执行步骤③-2；
③-2按顺序取出数据库中的派送任务集合中的派送任务并执行步骤③-3；
③-3在数据库中，查找到所在位置和派送任务对应的发起区域一致的空闲可用的移动机器人，并执行步骤③-4，空闲可用的移动机器人是指上线、无任务且无异常的移动机器人；
③-4判断步骤③-3是否查找到多台空闲可用的移动机器人，若是，则返回步骤③-3，直至步骤③-3中只查找到一台空闲可用的移动机器人，执行步骤③-5；若不是，则执行步骤③-5；
③-5判断派送任务对应的发起区域是否有充电任务，若有，则优先将该充电任务派送给③-4中得到的空闲可用的移动机器人；若没有，则将派送任务派送给③-4中得到的空闲可用的移动机器人，此时将被派送派送任务或充电任务的空闲可用的移动机器人作为适合任务的移动机器人；
③-6判断派送任务集合中的每个派送任务是否都派送给对应的适合任务的移动机器人，若是，则根据被派送的任务对应的任务链通过无线通信网络发送对应的控制命令给执行终端中适合任务的移动机器人；若不是，则重复步骤③-2至步骤③-5，直至派送任务集合中的每个派送任务都派送给了对应的适合任务的移动机器人，并根据被派送的任务对应的任务链通过无线通信网络发送对应的控制命令给执行终端中适合任务的移动机器人；
④执行终端中适合任务的移动机器人接收到服务器端发送的控制命令后，执行终端中适合任务的移动机器人执行控制命令。
所述的步骤④之后还有：服务器端根据接收到的适合任务的移动机器人的参数数据，监控适合任务的移动机器人执行派送任务，将执行完的派送任务从派送任务集合中删除。
在服务器端设置自动充电模块，将充电桩的信息储存至数据库中，在服务器端设定低电量信息、时间段信息、自动充电电量信息和时间信息并储存至数据库中，自动充电模块根据数据库中储存的操作终端发送的任务、充电桩的信息、移动机器人的参数数据及由服务器端设定的低电量信息、时间段信息、自动充电电量信息及时间信息，在充电桩所在的区域发布充电任务并储存至数据库中，充电任务包括空闲充电任务、低电压充电任务和时间段信息充电任务，其中，自动充电模块根据数据库中储存的操作终端发送的任务、充电桩的信息、移动机器人的参数数据及由服务器端设定的低电量信息、时间段信息、自动充电电量信息及时间信息，在充电桩所在的区域发布充电任务并储存至数据库中的具体过程如下：
A在自动充电模块中判断数据库中是否有空闲可用的移动机器人，若没有，则执行步骤D；若有则执行步骤B；
B判断数据库中是否有空闲可用的充电桩，若没有，则执行步骤D；若有则执行步骤C；所述的空闲可用的充电桩是指上线、未被占用且无异常的充电桩；
C判断步骤A中得到的空闲可用的移动机器人的电量是否小于设定的低电量信息，若不是，则执行步骤D；若是，则判断步骤B中得到的空闲可用的充电桩所在的区域有没有充电任务，若有，则结束；若没有，则在步骤B中得到的空闲可用的充电桩所在的区域发布充电任务为低电压充电任务并储存至数据库中；
D判断数据库中是否有时间段信息充电任务，若没有，则执行步骤G；若有，则执行步骤E；
E判断当前时间信息是否在设定的时间段信息内，若不是，则执行步骤G；若是，则执行步骤F；
F查找到当前时间信息下数据库中空闲可用的充电桩，并判断该空闲可用的充电桩所在的区域有没有充电任务，若有，则结束；若没有，则在空闲可用的充电桩所在的区域发布充电任务为时间段信息充电任务并储存至数据库中；
G查找数据库中空闲可用的移动机器人和空闲可用的充电桩，且该空闲可用的移动机器人在该空闲可用的充电桩所在的区域内工作，并执行步骤H；
H判断步骤G中得到的空闲可用的移动机器人的电量是否小于设定的自动充电电量信息，若不是，则返回步骤A重新开始；若是，则执行步骤I；
I判断步骤G中得到的空闲可用的充电桩所在的区域在设定的时间信息内有无任务，若无，则返回步骤A重新开始；若有，则判断该任务是否为充电任务，若是，则结束；若不是，则对步骤G中得到的空闲可用的充电桩所在的区域发布充电任务为空闲充电任务并储存至数据库中。
在服务器端设置交通管制模块，通过交通管制模块避免适合任务的移动机器人在运行上发生堵塞，具体过程如下：
i交通管制模块的资源申请单元根据适合任务的移动机器人的参数数据和其被派送的任务，解析出适合任务的移动机器人所需的资源点集合；
ii按顺序判断适合任务的移动机器人所需的资源点集合中的每个资源点有没有被其他移动机器人所占用，若没有，则将没有被占用的资源点分配给适合任务的移动机器人，并执行步骤iii；若有，则适合任务的移动机器人等待被占用的资源点被释放，并将释放的资源点分配给适合任务的移动机器人，并执行步骤iii；
iii适合任务的移动机器人按照被分配的资源点向目的地运行时，适合任务的移动机器人每抵达一个资源点的同时释放上一个资源点，直至适合任务的移动机器人到达目的地。
所述的步骤iii还包括通过交通管制模块的串卡管制单元监控到适合任务的移动机器人从当前资源点向下一个资源点运行时，判断是否有其他移动机器人占用下一个资源点，若有，则对适合任务的移动机器人发送停止运行的控制命令，使得适合任务的移动机器人停止在当前资源点，直至下一个资源点被释放；若没有，则移动机器人继续向下一个资源点运行。
所述的步骤iii还包括在服务器端设定至少一个特定区域和触发条件并储存至数据库中，触发条件是指在特定区域内只能有一台移动机器人，通过交通管制模块的区域管制单元监控到适合任务的移动机器人运行到特定区域时，判断触发条件是否触发；若没有触发触发条件，则适合任务的移动机器人继续运行；若触发了触发条件，则判断该适合任务的移动机器人有没有停止运行，若是，则不对该适合任务的移动机器人发送控制命令；若不是，则对该适合任务的移动机器人发送停止运行的控制命令。
所述的步骤iii还包括在服务器端设定避让点和避让区域并储存至数据库中，通过交通管制模块的智能避让单元监控到两台适合任务的移动机器人在双向单车道上运行且运行方向相对时，则对先申请资源的适合任务的移动机器人发送移动到避让点的控制命令，直至另一台适合任务的移动机器人离开避让区域，对先申请资源的适合任务的移动机器人发送继续运行的控制命令。
与现有技术相比，本发明的优点在于本发明的移动机器人管理系统，包括操作终端、执行终端、服务器端和无线通讯网络，所述的服务器端包括数据库、任务链配置模块和任务调度模块，通过在服务器端预先配置信息并储存至数据库，使得在现场对实施移动机器人的应用更加简单方便，有利于工程师快速调试，提升了工程师的调试效率的同时减少了成本；在系统的模块化设计中加入了任务调度模块，可以根据现场实际需求进行任务派发，实现了任务的合理优化派发；所述的服务器端还包括自动充电模块，防止对移动机器人的过充过放，实现了对电源的智能化管理，可实现移动机器人全天电力充足；所述的服务器端还包括交通管制模块，可实现移动机器人运行在道路上时交通不发生堵塞，提升了移动机器人的运行效率。
附图说明
图1为本发明的系统框架结构示意图；
图2为本发明的总体流程示意图；
图3为本发明自动充电模块根据数据库中储存的操作终端发送的任务、充电桩的信息、移动机器人的参数数据及由服务器端设定的低电量信息、时间段信息、自动充电电量信息及时间信息，在充电桩所在的区域发布充电任务并储存至数据库中的流程示意图；
图4为本发明通过交通管制模块避免适合任务的移动机器人在运行上发生堵塞的流程示意图；
图5为在TL产线中使用本发明的方法完成任务所需时间的结果示意图；
图6为在TZ产线中使用本发明的方法完成任务所需时间的结果示意图；
图7为在DO产线中使用本发明的方法完成任务所需时间的结果示意图；
图8为在TL、TZ、DO产线中使用本发明的方法完成任务的平均耗时和不使用本发明的方法完成任务的平均耗时的对比结果示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，一种移动机器人管理系统，包括操作终端、执行终端、服务器端和无线通讯网络；
操作终端包括交互平板，用于物料绑定和任务呼叫；物料绑定是指工作人员在交互平板上把物料的信息和物料所在位置绑定在一起；任务呼叫是指工作人员在交互平板上发布任务，并通过无线通讯网络向服务器端发送任务；
执行终端包括多台移动机器人，移动机器人用于采集的参数数据，并通过无线通讯网络传输给服务器端，还用于接收服务器端发送的控制命令并执行控制命令；移动机器人的参数数据包括移动机器人的位置、角度、资源及电量；
服务器端包括任务链配置模块和数据库，任务链配置模块用于预先配置每个任务名称对应的任务链并储存至数据库中；数据库储存有操作终端发送的任务、执行终端传输的移动机器人的参数数据、预先配置的任务链和派送任务集合，派送任务集合包括所有允许派送的任务；
服务器端还包括任务调度模块，任务调度模块包括任务链绑定单元、任务筛选单元和任务派送单元；任务链绑定单元根据任务的名称和数据库中储存的预先配置的任务链映射任务对应的任务链；任务筛选单元筛选出完成正确映射的任务链所对应的任务；任务派送单元将完成正确映射的任务链所对应的任务按顺序填充至数据库中已清空的派送任务集合中，再将派送任务集合中的派送任务按顺序派送给适合任务的移动机器人，并根据被派送的任务对应的任务链通过无线通讯网络发送对应的控制命令给执行终端中适合任务的移动机器人。
服务器端设置有自动充电模块，数据库储存有充电桩的信息及由服务器端设定的低电量信息、时间段信息、自动充电电量信息和时间信息，充电桩的信息包括充电桩的IP地址、充电桩所在的区域和位置；自动充电模块根据数据库中储存的操作终端发送的任务、充电桩的信息、移动机器人的参数数据及由服务器端设定的低电量信息、时间信息时间段信息、自动充电电量信息和时间信息，在充电桩所在的区域发布充电任务并储存至数据库中；充电任务包括空闲充电任务、低电压充电任务和时间段信息充电任务。
服务器端设置有交通管制模块，交通管制模块避免适合任务的移动机器人在运行上发生堵塞，数据库中储存有由服务器端设定的至少一个特定区域、触发条件、避让点和避让区域，触发条件是指在特定区域内只能有一台移动机器人，交通管制模块包括资源申请单元、串卡管制单元、区域管制单元和智能避让单元；
资源申请单元用于根据适合任务的移动机器人的参数数据和其被派送的任务，解析得到适合任务的移动机器人所需的资源点集合；
串卡管制单元用于当监控到有别的移动机器人占据了适合任务的移动机器人所需的资源点时，对适合任务的移动机器人发送停止运行的控制命令；
区域管制单元用于当监控到适合任务的移动机器人运行到特定区域内且触发了触发条件时，对没有停止的适合任务的移动机器人发送停止运行的控制命令；
智能避让单元用于当监控到两台适合任务的移动机器人在双向单车道上运行且运行方向相对时，对先申请资源的适合任务的移动机器人发送移动到避让点的控制命令，直至另一台适合任务的移动机器人离开避让区域后，对先申请资源的适合任务的移动机器人发送继续运行的控制命令。
如图2所示，一种移动机器人管理方法，包括以下步骤：
①工作人员通过操作终端的交互平板进行物料绑定后，工作人员通过操作终端的交互平板发布任务，并通过无线通讯网络向服务器端发送任务；
②在服务器端中通过任务链配置模块预先配置每个任务名称对应的任务链并储存至数据库中，并在数据库中设置一个包括所有允许派送的任务的派送任务集合；
③服务器端接收到操作终端发送的任务后，根据接收到的执行终端发送的多台移动机器人的参数数据，移动机器人的参数数据包括移动机器人的位置、角度、资源及电量，通过服务器端的任务调度模块将任务派送给适合任务的移动机器人，并通过无线通讯网络发送对应的控制命令给执行终端中适合任务的移动机器人，具体过程如下：
③-1服务器端将接收到的操作终端发送的任务和执行终端发送的多台移动机器人的参数数据储存至数据库中，清空数据库中的派送任务集合，通过任务链绑定单元遍历任务同时根据任务的名称和数据库中储存的预先配置的任务链对任务的任务链进行映射，通过任务筛选单元筛选出完成正确映射的任务链所对应的任务，并在任务派送单元中将完成正确映射的任务链所对应的任务按顺序填充至数据库中已清空的派送任务集合中，并执行步骤③-2；
③-2按顺序取出数据库中的派送任务集合中的派送任务并执行步骤③-3；
③-3在数据库中，查找到所在位置和派送任务对应的发起区域一致的空闲可用的移动机器人，并执行步骤③-4，空闲可用的移动机器人是指上线、无任务且无异常的移动机器人；
③-4判断步骤③-3是否查找到多台空闲可用的移动机器人，若是，则返回步骤③-3，直至步骤③-3中只查找到一台空闲可用的移动机器人，执行步骤③-5；若不是，则执行步骤③-5；
③-5判断派送任务对应的发起区域是否有充电任务，若有，则优先将该充电任务派送给③-4中得到的空闲可用的移动机器人；若没有，则将派送任务派送给③-4中得到的空闲可用的移动机器人，此时将被派送派送任务或充电任务的空闲可用的移动机器人作为适合任务的移动机器人；
③-6判断派送任务集合中的每个派送任务是否都派送给对应的适合任务的移动机器人，若是，则根据被派送的任务对应的任务链通过无线通信网络发送对应的控制命令给执行终端中适合任务的移动机器人；若不是，则重复步骤③-2至步骤③-5，直至派送任务集合中的每个派送任务都派送给了对应的适合任务的移动机器人，并根据被派送的任务对应的任务链通过无线通信网络发送对应的控制命令给执行终端中适合任务的移动机器人；
④执行终端中适合任务的移动机器人接收到服务器端发送的控制命令后，执行终端中适合任务的移动机器人执行控制命令。
步骤④之后还有：服务器端根据接收到的适合任务的移动机器人的参数数据，监控适合任务的移动机器人执行派送任务，将执行完的派送任务从派送任务集合中删除。
如图3所示，在服务器端设置自动充电模块，将充电桩的信息储存至数据库中，充电桩的信息包括充电桩的IP地址、充电桩所在的区域和位置，在服务器端设定低电量信息、时间段信息、自动充电电量信息和时间信息并储存至数据库中，自动充电模块根据数据库中储存的操作终端发送的任务、充电桩的信息、移动机器人的参数数据及由服务器端设定的低电量信息、时间段信息、自动充电电量信息及时间信息，在充电桩所在的区域发布充电任务并储存至数据库中，充电任务包括空闲充电任务、低电压充电任务和时间段信息充电任务，其中，自动充电模块根据数据库中储存的操作终端发送的任务、充电桩的信息、移动机器人的参数数据及由服务器端设定的低电量信息、时间段信息、自动充电电量信息及时间信息，在充电桩所在的区域发布充电任务并储存至数据库中的具体过程如下：
A在自动充电模块中判断数据库中是否有空闲可用的移动机器人，若没有，则执行步骤D；若有则执行步骤B；
B判断数据库中是否有空闲可用的充电桩，若没有，则执行步骤D；若有则执行步骤C；空闲可用的充电桩是指上线、未被占用且无异常的充电桩；
C判断步骤A中得到的空闲可用的移动机器人的电量是否小于设定的低电量信息，若不是，则执行步骤D；若是，则判断步骤B中得到的空闲可用的充电桩所在的区域有没有充电任务，若有，则结束；若没有，则在步骤B中得到的空闲可用的充电桩所在的区域发布充电任务为低电压充电任务并储存至数据库中；
D判断数据库中是否有时间段信息充电任务，若没有，则执行步骤G；若有，则执行步骤E；
E判断当前时间信息是否在设定的时间段信息内，若不是，则执行步骤G；若是，则执行步骤F；
F查找到当前时间信息下数据库中空闲可用的充电桩，并判断该空闲可用的充电桩所在的区域有没有充电任务，若有，则结束；若没有，则在空闲可用的充电桩所在的区域发布充电任务为时间段信息充电任务并储存至数据库中；
G查找数据库中空闲可用的移动机器人和空闲可用的充电桩，且该空闲可用的移动机器人在该空闲可用的充电桩所在的区域内工作，并执行步骤H；
H判断步骤G中得到的空闲可用的移动机器人的电量是否小于设定的自动充电电量信息，若不是，则返回步骤A重新开始；若是，则执行步骤I；
I判断步骤G中得到的空闲可用的充电桩所在的区域在设定的时间信息内有无任务，若无，则返回步骤A重新开始；若有，则判断该任务是否为充电任务，若是，则结束；若不是，则对步骤G中得到的空闲可用的充电桩所在的区域发布充电任务为空闲充电任务并储存至数据库中。
如图4所示，在服务器端设置交通管制模块，通过交通管制模块避免适合任务的移动机器人在运行上发生堵塞，具体过程如下：
i交通管制模块的资源申请单元根据适合任务的移动机器人的参数数据和其被派送的任务，解析出适合任务的移动机器人所需的资源点集合；
ii按顺序判断适合任务的移动机器人所需的资源点集合中的每个资源点有没有被其他移动机器人所占用，若没有，则将没有被占用的资源点分配给适合任务的移动机器人，并执行步骤iii；若有，则适合任务的移动机器人等待被占用的资源点被释放，并将释放的资源点分配给适合任务的移动机器人，并执行步骤iii；
iii适合任务的移动机器人按照被分配的资源点向目的地运行时，适合任务的移动机器人每抵达一个资源点的同时释放上一个资源点，直至适合任务的移动机器人到达目的地。
步骤iii还包括通过交通管制模块的串卡管制单元监控到适合任务的移动机器人从当前资源点向下一个资源点运行时，判断是否有其他移动机器人占用下一个资源点，若有，则对适合任务的移动机器人发送停止运行的控制命令，使得适合任务的移动机器人停止在当前资源点，直至下一个资源点被释放；若没有，则移动机器人继续向下一个资源点运行。
步骤iii还包括在服务器端设定至少一个特定区域和触发条件并储存至数据库中，触发条件是指在特定区域内只能有一台移动机器人，通过交通管制模块的区域管制单元监控到适合任务的移动机器人运行到特定区域时，判断触发条件是否触发；若没有触发触发条件，则适合任务的移动机器人继续运行；若触发了触发条件，则判断该适合任务的移动机器人有没有停止运行，若是，则不对该适合任务的移动机器人发送控制命令；若不是，则对该适合任务的移动机器人发送停止运行的控制命令；
具体地，若特定区域只有一个，移动机器人1在进入特定区域时触发了触发条件即该特定区域内已经有一台移动机器人，且移动机器人1没有停止，则对移动机器人1发送停止运行的控制命令；
若特定区域有多个，移动机器人1进入了某一个特定区域时触发了触发条件即该特定区域或别的特定区域内已经有一台移动机器人，且移动机器人1没有停止，则对移动机器人1发送停止运行的控制命令。
步骤iii还包括在服务器端设定避让点和避让区域并储存至数据库中，通过交通管制模块的智能避让单元监控到两台适合任务的移动机器人在双向单车道上运行且运行方向相对时，则对先申请资源的适合任务的移动机器人发送移动到避让点的控制命令，直至另一台适合任务的移动机器人离开避让区域，对先申请资源的适合任务的移动机器人发送继续运行的控制命令。
具体地，某一任务的名称为【成品A】，该任务的任务链的内容为：a.前往生产线成品出口；b.叉齿抬起；c.前往成品区；d.叉齿降下；e.前往空箱区；f.叉齿抬起；g.前往生产线成品出口；h.叉齿降下；其中的生产线成品出口、成品区、空箱区和生产线成品出口为资源点。
如图5至图8所示，在TL、TZ、DO产线中使用本发明的系统并使用本发明的方法完成任务可比不使用本发明减少耗时，提高了工作效率，降低了生产成本。
Claims (10)
1.一种移动机器人管理系统，包括操作终端、执行终端、服务器端和无线通讯网络；
所述的操作终端包括交互平板，用于物料绑定和任务呼叫；所述的物料绑定是指工作人员在交互平板上把物料的信息和物料所在位置绑定在一起；所述的任务呼叫是指工作人员在交互平板上发布任务，并通过无线通讯网络向所述的服务器端发送任务；
所述的执行终端包括多台移动机器人，所述的移动机器人用于采集的参数数据，并通过无线通讯网络传输给所述的服务器端，还用于接收所述的服务器端发送的控制命令并执行控制命令；所述的移动机器人的参数数据包括移动机器人的位置、角度、资源及电量；
所述的服务器端包括任务链配置模块和数据库，所述的任务链配置模块用于预先配置每个任务名称对应的任务链并储存至所述的数据库中；所述的数据库储存有操作终端发送的任务、执行终端传输的移动机器人的参数数据、预先配置的任务链和派送任务集合，所述的派送任务集合包括所有允许派送的任务；
其特征在于所述的服务器端还包括任务调度模块，所述的任务调度模块包括任务链绑定单元、任务筛选单元和任务派送单元；所述的任务链绑定单元根据任务的名称和数据库中储存的预先配置的任务链映射任务对应的任务链；所述的任务筛选单元筛选出完成正确映射的任务链所对应的任务；所述的任务派送单元将完成正确映射的任务链所对应的任务按顺序填充至数据库中已清空的派送任务集合中，再将派送任务集合中的派送任务按顺序派送给适合任务的移动机器人，并根据被派送的任务对应的任务链通过无线通讯网络发送对应的控制命令给执行终端中适合任务的移动机器人。
2.根据权利要求1所述的一种移动机器人管理系统，其特征在于所述的服务器端设置有自动充电模块，所述的数据库储存有充电桩的信息及由服务器端设定的低电量信息、时间段信息、自动充电电量信息和时间信息，所述的充电桩的信息包括充电桩的IP地址、充电桩所在的区域和位置；所述的自动充电模块根据数据库中储存的操作终端发送的任务、充电桩的信息、移动机器人的参数数据及由服务器端设定的低电量信息、时间信息时间段信息、自动充电电量信息和时间信息，在充电桩所在的区域发布充电任务并储存至数据库中；所述的充电任务包括空闲充电任务、低电压充电任务和时间段信息充电任务。
3.根据权利要求1所述的一种移动机器人管理系统，其特征在于所述的服务器端设置有交通管制模块，所述的交通管制模块避免适合任务的移动机器人在运行上发生堵塞，所述的数据库中储存有由服务器端设定的至少一个特定区域、触发条件、避让点和避让区域，触发条件是指在特定区域内只能有一台移动机器人，所述的交通管制模块包括资源申请单元、串卡管制单元、区域管制单元和智能避让单元；
所述的资源申请单元用于根据适合任务的移动机器人的参数数据和其被派送的任务，解析得到适合任务的移动机器人所需的资源点集合；
所述的串卡管制单元用于当监控到有别的移动机器人占据了适合任务的移动机器人所需的资源点时，对适合任务的移动机器人发送停止运行的控制命令；
所述的区域管制单元用于当监控到适合任务的移动机器人运行到特定区域内且触发了触发条件时，对没有停止的适合任务的移动机器人发送停止运行的控制命令；
所述的智能避让单元用于当监控到两台适合任务的移动机器人在双向单车道上运行且运行方向相对时，对先申请资源的适合任务的移动机器人发送移动到避让点的控制命令，直至另一台适合任务的移动机器人离开避让区域后，对先申请资源的适合任务的移动机器人发送继续运行的控制命令。
4.一种移动机器人管理方法，其特征在于包括以下步骤：
①工作人员通过操作终端的交互平板进行物料绑定后，工作人员通过操作终端的交互平板发布任务，并通过无线通讯网络向服务器端发送任务；
②在服务器端中通过任务链配置模块预先配置每个任务名称对应的任务链并储存至数据库中，并在数据库中设置一个包括所有允许派送的任务的派送任务集合；
③服务器端接收到操作终端发送的任务后，根据接收到的执行终端发送的多台移动机器人的参数数据，移动机器人的参数数据包括移动机器人的位置、角度、资源及电量，通过服务器端的任务调度模块将任务派送给适合任务的移动机器人，并通过无线通讯网络发送对应的控制命令给执行终端中适合任务的移动机器人，具体过程如下：
③-1服务器端将接收到的操作终端发送的任务和执行终端发送的多台移动机器人的参数数据储存至数据库中，清空数据库中的派送任务集合，通过任务链绑定单元遍历任务同时根据任务的名称和数据库中储存的预先配置的任务链对任务的任务链进行映射，通过任务筛选单元筛选出完成正确映射的任务链所对应的任务，并在任务派送单元中将完成正确映射的任务链所对应的任务按顺序填充至数据库中已清空的派送任务集合中，并执行步骤③-2；
③-2按顺序取出数据库中的派送任务集合中的派送任务并执行步骤③-3；
③-3在数据库中，查找到所在位置和派送任务对应的发起区域一致的空闲可用的移动机器人，并执行步骤③-4，空闲可用的移动机器人是指上线、无任务且无异常的移动机器人；
③-4判断步骤③-3是否查找到多台空闲可用的移动机器人，若是，则返回步骤③-3，直至步骤③-3中只查找到一台空闲可用的移动机器人，执行步骤③-5；若不是，则执行步骤③-5；
③-5判断派送任务对应的发起区域是否有充电任务，若有，则优先将该充电任务派送给③-4中得到的空闲可用的移动机器人；若没有，则将派送任务派送给③-4中得到的空闲可用的移动机器人，此时将被派送派送任务或充电任务的空闲可用的移动机器人作为适合任务的移动机器人；
③-6判断派送任务集合中的每个派送任务是否都派送给对应的适合任务的移动机器人，若是，则根据被派送的任务对应的任务链通过无线通信网络发送对应的控制命令给执行终端中适合任务的移动机器人；若不是，则重复步骤③-2至步骤③-5，直至派送任务集合中的每个派送任务都派送给了对应的适合任务的移动机器人，并根据被派送的任务对应的任务链通过无线通信网络发送对应的控制命令给执行终端中适合任务的移动机器人；
④执行终端中适合任务的移动机器人接收到服务器端发送的控制命令后，执行终端中适合任务的移动机器人执行控制命令。
5.根据权利要求4所述的一种移动机器人管理方法，其特征在于所述的步骤④之后还有：服务器端根据接收到的适合任务的移动机器人的参数数据，监控适合任务的移动机器人执行派送任务，将执行完的派送任务从派送任务集合中删除。
6.根据权利要求4所述的一种移动机器人管理方法，其特征在于在服务器端设置自动充电模块，将充电桩的信息储存至数据库中，充电桩的信息包括充电桩的IP地址、充电桩所在的区域和位置，在服务器端设定低电量信息、时间段信息、自动充电电量信息和时间信息并储存至数据库中，自动充电模块根据数据库中储存的操作终端发送的任务、充电桩的信息、移动机器人的参数数据及由服务器端设定的低电量信息、时间段信息、自动充电电量信息及时间信息，在充电桩所在的区域发布充电任务并储存至数据库中，充电任务包括空闲充电任务、低电压充电任务和时间段信息充电任务，其中，自动充电模块根据数据库中储存的操作终端发送的任务、充电桩的信息、移动机器人的参数数据及由服务器端设定的低电量信息、时间段信息、自动充电电量信息及时间信息，在充电桩所在的区域发布充电任务并储存至数据库中的具体过程如下：
A在自动充电模块中判断数据库中是否有空闲可用的移动机器人，若没有，则执行步骤D；若有则执行步骤B；
B判断数据库中是否有空闲可用的充电桩，若没有，则执行步骤D；若有则执行步骤C；所述的空闲可用的充电桩是指上线、未被占用且无异常的充电桩；
C判断步骤A中得到的空闲可用的移动机器人的电量是否小于设定的低电量信息，若不是，则执行步骤D；若是，则判断步骤B中得到的空闲可用的充电桩所在的区域有没有充电任务，若有，则结束；若没有，则在步骤B中得到的空闲可用的充电桩所在的区域发布充电任务为低电压充电任务并储存至数据库中；
D判断数据库中是否有时间段信息充电任务，若没有，则执行步骤G；若有，则执行步骤E；
E判断当前时间信息是否在设定的时间段信息内，若不是，则执行步骤G；若是，则执行步骤F；
F查找到当前时间信息下数据库中空闲可用的充电桩，并判断该空闲可用的充电桩所在的区域有没有充电任务，若有，则结束；若没有，则在空闲可用的充电桩所在的区域发布充电任务为时间段信息充电任务并储存至数据库中；
G查找数据库中空闲可用的移动机器人和空闲可用的充电桩，且该空闲可用的移动机器人在该空闲可用的充电桩所在的区域内工作，并执行步骤H；
H判断步骤G中得到的空闲可用的移动机器人的电量是否小于设定的自动充电电量信息，若不是，则返回步骤A重新开始；若是，则执行步骤I；
I判断步骤G中得到的空闲可用的充电桩所在的区域在设定的时间信息内有无任务，若无，则返回步骤A重新开始；若有，则判断该任务是否为充电任务，若是，则结束；若不是，则对步骤G中得到的空闲可用的充电桩所在的区域发布充电任务为空闲充电任务并储存至数据库中。
7.根据权利要求4所述的一种移动机器人管理方法，其特征在于在服务器端设置交通管制模块，通过交通管制模块避免适合任务的移动机器人在运行上发生堵塞，具体过程如下：
i交通管制模块的资源申请单元根据适合任务的移动机器人的参数数据和其被派送的任务，解析出适合任务的移动机器人所需的资源点集合；
ii按顺序判断适合任务的移动机器人所需的资源点集合中的每个资源点有没有被其他移动机器人所占用，若没有，则将没有被占用的资源点分配给适合任务的移动机器人，并执行步骤iii；若有，则适合任务的移动机器人等待被占用的资源点被释放，并将释放的资源点分配给适合任务的移动机器人，并执行步骤iii；
iii适合任务的移动机器人按照被分配的资源点向目的地运行时，适合任务的移动机器人每抵达一个资源点的同时释放上一个资源点，直至适合任务的移动机器人到达目的地。
8.根据权利要求7所述的一种移动机器人管理方法，其特征在于所述的步骤iii还包括通过交通管制模块的串卡管制单元监控到适合任务的移动机器人从当前资源点向下一个资源点运行时，判断是否有其他移动机器人占用下一个资源点，若有，则对适合任务的移动机器人发送停止运行的控制命令，使得适合任务的移动机器人停止在当前资源点，直至下一个资源点被释放；若没有，则移动机器人继续向下一个资源点运行。
9.根据权利要求7所述的一种移动机器人管理方法，其特征在于所述的步骤iii还包括在服务器端设定至少一个特定区域和触发条件并储存至数据库中，触发条件是指在特定区域内只能有一台移动机器人，通过交通管制模块的区域管制单元监控到适合任务的移动机器人运行到特定区域时，判断触发条件是否触发；若没有触发触发条件，则适合任务的移动机器人继续运行；若触发了触发条件，则判断该适合任务的移动机器人有没有停止运行，若是，则不对该适合任务的移动机器人发送控制命令；若不是，则对该适合任务的移动机器人发送停止运行的控制命令。
10.根据权利要求7所述的一种移动机器人管理方法，其特征在于所述的步骤iii还包括在服务器端设定避让点和避让区域并储存至数据库中，通过交通管制模块的智能避让单元监控到两台适合任务的移动机器人在双向单车道上运行且运行方向相对时，则对先申请资源的适合任务的移动机器人发送移动到避让点的控制命令，直至另一台适合任务的移动机器人离开避让区域，对先申请资源的适合任务的移动机器人发送继续运行的控制命令。
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Denomination of invention: A mobile robot management system and its method Granted publication date: 20221028 Pledgee: Zhejiang Tailong Commercial Bank Co.,Ltd. Ningbo Hangzhou Bay New Area Sub branch Pledgor: Zhejiang Kegong Intelligent System Co.,Ltd. Registration number: Y2024980006939 |