CN117148808A - 多机器人联合调度方法及调度系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多机器人联合调度方法及调度系统，其中调度方法由连接机器人的适配器实施，方法包括：获取调度中心的调度指令，调度指令包括动作指令；将调度指令进行解析以及处理得到处理后指令；将处理后指令发送给机器人的控制单元；获取机器人的运行数据；将运行数据进行解析以及处理后得到处理后数据；将处理后数据发送给调度中心。本发明通过为不能与调度中心原生适配的机器人配备适配器，通过适配器对指令以及数据进行解析、转换、拆分、拼装，可以适应不同机器人的数据格式要求，实现机器人与调度中心之间的指令及数据交互，使得不同厂商生产的机器人或者基于不同开发标准开发的机器人能够快速接入调度系统。
Description
技术领域
本发明涉及机器人调度技术领域，特别是涉及一种多机器人联合调度方法及调度系统。
背景技术
当前随着机器人技术的发展，机器人已经广泛应用于工业生产中，当前在工业生产中，一个作业区域需要用到很多机器人，各品牌、各导航模式的移动机器人，他们的连接方式、消息推送、任务的下发与完成，各不相同，若由调度中心来适配他们，不光费时费力，且影响现有系统的稳定性。现有技术中，专利CN114896031A公开了一种兼容调度多RPA的方法及系统，该方案中需要建立RPA统一管理平台，需要做很多底层的重构工作才能进行不同机器人的统一调度，开发难度较大。专利CN115577988A公开了一种兼容管理和调度全厂商RPA流程机器人的系统及方法，该方案通过RPA流程镜像构建器将机器人与管理系统进行关联，其开发难度也较大。另外，上述两种方案均是基于RPA进行兼容调度，对于普通的机器人仍难以兼容。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种方便不同品牌或基于不同开发标准开发的机器人接入的多机器人联合调度方法及调度系统。
技术方案：为实现上述目的，本发明的多机器人联合调度方法，其包括：
获取调度中心的调度指令，所述调度指令包括动作指令；
将所述调度指令进行解析以及处理得到处理后指令；
将所述处理后指令发送给机器人的控制单元；
获取机器人的运行数据，所述运行数据包括状态数据、位姿数据、元器件信息数据这些数据中的一种或多种；
将所述运行数据进行解析以及处理后得到处理后数据；
将所述处理后数据发送给所述调度中心。
进一步地，所述获取调度中心的调度指令之前，所述方法还包括：
在所述机器人登录时，获取所述机器人的基本信息并上报给所述调度中心；所述基本信息包括车辆尺寸、旋转半径、支持的动作类型及所需参数、机器人类型、品牌、IP信息这些信息中的任意多种；
当所述机器人登录成功，获取所述机器人的位姿信息以及元器件状态信息并上报给所述调度中心；
当所述机器人登录失败，向所述调度中心发送登录失败信息。
进一步地，所述将所述调度指令进行解析以及处理得到处理后指令包括：
对所述调度指令进行解析得到指令数据；
根据所述调度中心与所述机器人两者的指令对应关系，将所述指令数据转换为所述机器人能够识别的转换后指令数据；
根据所述机器人的指令规则，将所述转换后指令数据进行拆分和/或拼装，得到处理后指令。
进一步地，所述将所述指令数据转换为所述机器人能够识别的转换后指令数据中，对动作指令的转换包括：
基于标准机器人的结构特征计算各运动轴的运行参数，并得到各执行元件的执行逻辑顺序；
根据所述运行参数、所述执行逻辑顺序以及所连接的机器人的结构特征，生成与所连接的机器人适配的运行参数与执行逻辑顺序。
进一步地，所述将所述转换后指令数据进行拆分和/或拼装包括：
当所述转换后指令数据中包含多种类型的数据，针对每一类数据在所述机器人的指令规则中查询对应的数据结构；
根据所述数据结构判断是否缺乏其他数据，得到第一判断结果；
当所述第一判断结果为是，从接收到的调度指令和/或预存在所述适配器中的默认参数中获取所缺乏的数据，组成完整的所述处理后指令；
当所述第一判断结果为否，根据该类数据生成所述处理后指令。
进一步地，所述将所述运行数据进行解析以及处理后得到处理后数据包括：
对所述运行数据进行解析得到数据内容；
根据所述调度中心与所述机器人两者的数据对应关系，将所述数据内容转换为所述调度中心能够识别的转换后数据；
根据所述调度中心的数据规则，将所述转换后数据进行拆分和/或拼装，得到处理后数据。
进一步地，所述将所述数据内容转换为所述调度中心能够识别的转换后数据中，对位姿数据的转换过程包括：
判断所述机器人与所述调度中心两者的坐标系以及坐标基点是否一致，是则直接采纳所述运行数据内的所述位姿数据，否则根据不同坐标系的转换关系和/或坐标基点的相对位置关系对所述位姿数据进行转换，以得到转换后的位姿数据。
进一步地，所述将所述转换后数据进行拆分和/或拼装包括：
当所述转换后数据中包含多种类型的数据，针对每一类数据在所述调度中心的数据规则中查询对应的数据结构；
根据所述数据结构判断是否缺乏其他数据，得到第二判断结果；
当所述第二判断结果为是，从接收到的运行数据和/或预存在所述适配器中的默认数据中获取所缺乏的数据，组成完整的所述处理后数据；
当所述第二判断结果为否，根据该类数据生成所述处理后数据。
进一步地，所述方法还包括：
当所述机器人运行过程中离线或发生错误，获取错误数据或故障数据并上报给所述调度中心。
多机器人联合调度系统，其包括调度中心与多个机器人，其中至少部分机器人上连接有能够随其运动的适配器；所述适配器能够与所述机器人的控制单元以及所述调度中心进行数据交互，并能够实现上述的多机器人联合调度方法。
有益效果：本发明的多机器人联合调度方法及调度系统中，通过为不能与调度中心原生适配的机器人配备适配器，通过适配器对指令以及数据进行解析、转换、拆分、拼装，可以适应不同机器人的数据格式要求，实现机器人与调度中心之间的指令及数据交互，使得不同厂商生产的机器人或者基于不同开发标准开发的机器人能够快速接入调度系统，减少用户的学习成本，用户无需顾虑机器人品牌、导航方式的差异性，可以按照统一的逻辑来进行任务的下发。
附图说明
图1为多机器人联合调度系统的系统构成图；
图2为多机器人联合调度方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示的多机器人联合调度系统，其包括调度中心A与多个机器人B，其中至少部分机器人B上连接有能够随其运动的适配器C；所述适配器C能够与所述机器人B的控制单元以及所述调度中心A进行数据交互，并能够实现上述的多机器人联合调度方法。上述调度系统中，可能有部分机器人B为原本与调度中心A原生适配（由同一厂商开发或基于统一的开发标准开发）的机器人B，两者之间不需要适配器C进行中转重组数据即可直接进行指令与数据交互；而其他机器人B，由于厂商不同或基于的开发标准不同，不能与调度中心A直接进行指令与数据交互，适配器C起到中介作用，其能够将指令与数据转化为机器人B或调度中心A能够读取的形式，以使得调度中心A能够对机器人B进行控制以及使得调度中心A能够获取机器人B的状态数据。上述机器人B除了厂商或基于的开发标准不同以外，还可能具有不同功能，如同一调度系统中可以包含用于实施货架搬运任务的搬运机器人、用于转移料箱的料箱机器人、用于对地面进行清扫的清扫机器人等多种功能的机器人B。
基于上述多机器人联合调度系统，如图2所示，本申请之多机器人联合调度方法包括如下步骤S101-S106：
步骤S101，获取调度中心A的调度指令；所述调度指令包括前进、后退、转弯、停止等动作指令，速度、加速度等运动学指令，以及使机器人B执行特定自有功能的指令，如，针对搬运机器人，其调度指令包括托盘上升、托盘下降、托盘旋转等特有指令；对于用于移动料箱的机器人B（如专利CN210557148U所示的机器人），调度指令包括货叉上升、货叉下降、料箱转入、料箱转出等特有指令；此外，调度指令还包括取消任务指令；
步骤S102，将所述调度指令进行解析以及处理得到处理后指令，对调度指令的处理方式包括指令转换、指令拆分、指令拼装等；
步骤S103，将所述处理后指令发送给机器人B的控制单元；机器人B的控制单元收到处理后指令后，根据处理后指令进行实施，以使机器人B实现相应的功能；
步骤S104，获取机器人B的运行数据；所述运行数据包括机器人B的状态数据（正常运行、发生故障等）、位姿数据（如机器人B基点的位置坐标x、y以及角度θ等）、元器件信息数据（如电池的电量、温度、电流、电压等参数）、机器人编号等。
步骤S105，将所述运行数据进行解析以及处理后得到处理后数据，对运行数据的处理方式包括数据转换、数据拆分、数据拼装等；
步骤S106，将所述处理后数据发送给所述调度中心A。
调度中心A收到处理后数据后，能够获知机器人B的任务完成状态，并根据任务完成状态继续下发调度指令，以对各机器人B进行连续调度。
上述调度方法中，通过为不能与调度中心A原生适配的机器人B配备适配器C，通过适配器C对指令以及数据进行解析、转换、拆分、拼装，可以适应不同机器人B的数据格式要求，实现机器人B与调度中心A之间的指令及数据交互，使得不同厂商生产的机器人B或者基于不同开发标准开发的机器人B能够快速接入调度系统。
优选地，上述步骤S101中所述获取调度中心A的调度指令之前，所述方法还包括如下步骤S201-S203：
步骤S201，在所述机器人B登录时，获取所述机器人B的基本信息并上报给所述调度中心A；所述基本信息包括车辆尺寸、旋转半径、支持的动作类型及所需参数、机器人类型、品牌、IP信息这些信息中的任意多种；
步骤S202，当所述机器人B登录成功，获取所述机器人B的位姿信息以及元器件状态信息并上报给所述调度中心A；
步骤S203，当所述机器人B登录失败，向所述调度中心A发送登录失败信息。
优选地，上述步骤S102中所述将所述调度指令进行解析以及处理得到处理后指令包括如下步骤S301-S303：
步骤S301，对所述调度指令进行解析得到指令数据；一般调度中心A下发指令是以数据包的形式进行下发，上述解析过程即从数据包中提取出指令数据；
步骤S302，根据所述调度中心A与所述机器人B两者的指令对应关系，将所述指令数据转换为所述机器人B能够识别的转换后指令数据；
步骤S303，根据所述机器人B的指令规则，将所述转换后指令数据进行拆分和/或拼装，得到处理后指令。参与拼装的指令数据可以是调度中心A下发的，也可以是预存在适配器C中的默认参数。
优选地，上述步骤S302中所述将所述指令数据转换为所述机器人B能够识别的转换后指令数据中，对动作指令的转换包括如下步骤S401-S402：
步骤S401，基于标准机器人的结构特征计算各运动轴的运行参数，并得到各执行元件（电机、制动器等）的执行逻辑顺序；其中标准机器人是与调度中心A原生适配的机器人B；
步骤S402，根据所述运行参数、所述执行逻辑顺序以及所连接的机器人B的结构特征，生成与所连接的机器人B适配的运行参数与执行逻辑顺序。
比如，调度系统中不同机器人B的结构可能不同，导致机器人B的驱动指令不同，比如，对于搬运机器人而言，有的搬运机器人的顶升旋转机构由两个电机驱动运转实现升降与旋转两个功能（如专利CN207434313U所示的结构），而有的搬运机器人的顶升旋转机构由一个电机配合离合器驱动运转实现升降与旋转两个功能（如专利CN206050684U所示的结构）；因此，适配器C需要根据指令内容将指令拆分为不同执行元件的指令并进行重组，以适应机器人B的具体结构实现对应的功能。
再比如，不同机器人B的驱动轮的电机参数与减速机的速比不同，当调度中心A下发运行速度等调度指令后，适配器C可以根据运行速度、机器人B的电机参数与减速比计算机器人B的驱动参数。
优选地，上述步骤S303中所述将所述转换后指令数据进行拆分和/或拼装包括如下步骤S501-S504：
步骤S501，当所述转换后指令数据中包含多种类型的数据，针对每一类数据在所述机器人B的指令规则中查询对应的数据结构；
步骤S502，根据所述数据结构判断是否缺乏其他数据，得到第一判断结果；
步骤S503，当所述第一判断结果为是，从接收到的调度指令和/或预存在所述适配器C中的默认参数中获取所缺乏的数据，组成完整的所述处理后指令；完整的所述处理后指令除了上述的数据外，还可以包括时间戳等常规数据；
步骤S504，当所述第一判断结果为否，根据该类数据生成所述处理后指令。
采用上述方法，可以根据指令数据中的不同类型数据（如动作指令、运动学指令等）对指令数据进行拆分或拼装重组，得到符合机器人B的指令规则的指令数据。
作为一个例子，有的机器人B一个指令数据包需要同时包含动作指令与运动学指令，而调度中心A在下发调度指令时不会下发速度与加速度这些运动学指令，针对这种情况，可以将运动学指令作为默认参数预存在适配器C中供适配器C调用，在调度中心A下发调度指令后，适配器C提取出指令数据并转换后，将转换后的指令数据与预存的默认运动学指令进行拼装后形成完整的处理后指令数据包提供给机器人B，供机器人B实施。作为另一个例子，调度中心A分两个数据包分别下发动作指令与运动学指令，适配器C可从两个数据包中分别提取出指令数据并转换完成后，将转换后指令数据拼装后得到处理后指令提供给机器人B。
优选地，上述步骤S105中所述将所述运行数据进行解析以及处理后得到处理后数据包括如下步骤S601-S603：
步骤S601，对所述运行数据进行解析得到数据内容；
一般机器人B反馈的运行数据以数据包形式进行，本步骤中，也即提取数据包中的数据内容。
步骤S602，根据所述调度中心A与所述机器人B两者的数据对应关系，将所述数据内容转换为所述调度中心A能够识别的转换后数据；
步骤S603，根据所述调度中心A的数据规则，将所述转换后数据进行拆分和/或拼装，得到处理后数据。
比如，调度中心A的数据规则为一个反馈数据包的内容应当包含完整的位姿数据与状态数据，而机器人B的反馈数据时是将位姿数据与状态数据分别打包发送的，此时，适配器C需要将机器人B反馈的位姿数据包以及状态数据的内容分别进行提取、转换并拼装后得到符合调度中心A的数据规则的数据包，再将数据包发送给调度中心A。
优选地，上述步骤S602中所述将所述数据内容转换为所述调度中心A能够识别的转换后数据中，对位姿数据的转换过程包括：
判断所述机器人B与所述调度中心A两者的坐标系以及坐标基点是否一致，是则直接采纳所述运行数据内的所述位姿数据，否则根据不同坐标系的转换关系和/或坐标基点的相对位置关系对所述位姿数据进行转换，以得到转换后的位姿数据。
优选地，上述步骤S603中所述将所述转换后数据进行拆分和/或拼装包括如下步骤S701-S704：
步骤S701，当所述转换后数据中包含多种类型的数据，针对每一类数据在所述调度中心A的数据规则中查询对应的数据结构；
步骤S702，根据所述数据结构判断是否缺乏其他数据，得到第二判断结果；
步骤S703，当所述第二判断结果为是，从接收到的运行数据和/或预存在所述适配器C中的默认数据（比如机器人B的性能参数）中获取所缺乏的数据，组成完整的所述处理后数据；完整的所述处理后数据除了上述的数据外，还可以包括时间戳、机器人B编号等常规数据；
步骤S704，当所述第二判断结果为否，根据该类数据生成所述处理后数据；完整的所述处理后数据除了上述的数据外，还可以包括时间戳、机器人B编号等常规数据。
采用上述方法，可以根据运行数据中的不同类型数据（如状态数据、位姿数据、元器件信息数据等类型的数据）对指令数据进行拆分或拼装重组，得到符合调度中心A的数据规则的数据。如：机器人B反馈的数据包可能同时包括上述状态数据、位姿数据、元器件信息数据，而调度中心A需要分别获取上述各项信息，如此，适配器C可将上述状态数据、位姿数据、元器件信息数据拆分后分别生成数据包，再分别发送给调度中心A。
优选地，所述方法还包括：
当所述机器人B运行过程中离线或发生错误，获取错误数据或故障数据并上报给所述调度中心A。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.多机器人联合调度方法，其特征在于，其包括：
获取调度中心的调度指令，所述调度指令包括动作指令；
将所述调度指令进行解析以及处理得到处理后指令；
将所述处理后指令发送给机器人的控制单元；
获取机器人的运行数据，所述运行数据包括状态数据、位姿数据、元器件信息数据这些数据中的一种或多种；
将所述运行数据进行解析以及处理后得到处理后数据；
将所述处理后数据发送给所述调度中心。
2.根据权利要求1所述的多机器人联合调度方法，其特征在于，所述获取调度中心的调度指令之前，所述方法还包括：
在所述机器人登录时，获取所述机器人的基本信息并上报给所述调度中心；所述基本信息包括车辆尺寸、旋转半径、支持的动作类型及所需参数、机器人类型、品牌、IP信息这些信息中的任意多种；
当所述机器人登录成功，获取所述机器人的位姿信息以及元器件状态信息并上报给所述调度中心；
当所述机器人登录失败，向所述调度中心发送登录失败信息。
3.根据权利要求1所述的多机器人联合调度方法，其特征在于，所述将所述调度指令进行解析以及处理得到处理后指令包括：
对所述调度指令进行解析得到指令数据；
根据所述调度中心与所述机器人两者的指令对应关系，将所述指令数据转换为所述机器人能够识别的转换后指令数据；
根据所述机器人的指令规则，将所述转换后指令数据进行拆分和/或拼装，得到处理后指令。
4.根据权利要求3所述的多机器人联合调度方法，其特征在于，所述将所述指令数据转换为所述机器人能够识别的转换后指令数据中，对动作指令的转换包括：
基于标准机器人的结构特征计算各运动轴的运行参数，并得到各执行元件的执行逻辑顺序；
根据所述运行参数、所述执行逻辑顺序以及所连接的机器人的结构特征，生成与所连接的机器人适配的运行参数与执行逻辑顺序。
5.根据权利要求3所述的多机器人联合调度方法，其特征在于，所述将所述转换后指令数据进行拆分和/或拼装包括：
当所述转换后指令数据中包含多种类型的数据，针对每一类数据在所述机器人的指令规则中查询对应的数据结构；
根据所述数据结构判断是否缺乏其他数据，得到第一判断结果；
当所述第一判断结果为是，从接收到的调度指令和/或预存在所述适配器中的默认参数中获取所缺乏的数据，组成完整的所述处理后指令；
当所述第一判断结果为否，根据该类数据生成所述处理后指令。
6.根据权利要求1所述的多机器人联合调度方法，其特征在于，所述将所述运行数据进行解析以及处理后得到处理后数据包括：
对所述运行数据进行解析得到数据内容；
根据所述调度中心与所述机器人两者的数据对应关系，将所述数据内容转换为所述调度中心能够识别的转换后数据；
根据所述调度中心的数据规则，将所述转换后数据进行拆分和/或拼装，得到处理后数据。
7.根据权利要求6所述的多机器人联合调度方法，其特征在于，所述将所述数据内容转换为所述调度中心能够识别的转换后数据中，对位姿数据的转换过程包括：
判断所述机器人与所述调度中心两者的坐标系以及坐标基点是否一致，是则直接采纳所述运行数据内的所述位姿数据，否则根据不同坐标系的转换关系和/或坐标基点的相对位置关系对所述位姿数据进行转换，以得到转换后的位姿数据。
8.根据权利要求6所述的多机器人联合调度方法，其特征在于，所述将所述转换后数据进行拆分和/或拼装包括：
当所述转换后数据中包含多种类型的数据，针对每一类数据在所述调度中心的数据规则中查询对应的数据结构；
根据所述数据结构判断是否缺乏其他数据，得到第二判断结果；
当所述第二判断结果为是，从接收到的运行数据和/或预存在所述适配器中的默认数据中获取所缺乏的数据，组成完整的所述处理后数据；
当所述第二判断结果为否，根据该类数据生成所述处理后数据。
9.根据权利要求1所述的多机器人联合调度方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述机器人运行过程中离线或发生错误，获取错误数据或故障数据并上报给所述调度中心。
10.多机器人联合调度系统，其包括调度中心与多个机器人，其特征在于，其中至少部分机器人上连接有能够随其运动的适配器；所述适配器能够与所述机器人的控制单元以及所述调度中心进行数据交互，并能够实现权利要求1-9任一项所述的多机器人联合调度方法。
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