JP6687788B1 - 分散型ロボットのスケジューリング決定方法、装置、システム並びに電子機器及び記憶媒体 - Google Patents

分散型ロボットのスケジューリング決定方法、装置、システム並びに電子機器及び記憶媒体 Download PDF

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Abstract

【課題】クラスターロボットが独立して決定でき、集中決定、中央制御による決定方式に依存せず、サーバーが過負荷になりやすいことを効果的に避けるという技術的効果を実現し、タスクをインテリジェントに選択して実行し、実行効率を向上させるという技術的効果も実現する分散型ロボットのスケジューリング決定方法を提供する。【解決手段】分散型ロボットのスケジューリング決定方法であって、少なくとも１つのタスクを含むタスクパケットを受信して、タスクパケットをクラスターロボットにおける他のロボットに伝送し（Ｓ１０）、更に受取決定変数に基づいて受け取ったタスクパケットにおける実行に適したタスクを決定し（Ｓ１１）、更に実行に適したタスクを実行する（Ｓ１２）ことにより、クラスターロボットは互いに通信してタスクを伝送し、且つ受取決定変数に基づいて受け取ったタスクパケットにおける実行に適したタスクを決定して実行する。【選択図】図１

Description

本発明はクラスターロボット制御技術分野に属し、特に分散型ロボットのスケジューリング決定方法、装置、システム並びに電子機器及び記憶媒体に関する。
貨物流通分野では、常に、１つの中央制御サーバーと複数のＡＧＶ（Ａｕｔｏ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ：無人搬送車）とからなるＡＧＶスケジューリング決定システムを利用して貨物に対して受取、運送及び荷下ろしの物流管理を行う。中央制御サーバーは複数のＡＧＶの動作を統一スケジューリング・決定することにより、物流管理の目的を実現する。
従来のＡＧＶスケジューリング決定システムは物流管理の目的を実現できるが、ＡＧＶ同士が通信できないため、中央制御サーバーが過負荷になりやすい。
ＡＧＶそのものが計算能力を有さず、運動制御能力のみを有するため、その経路選択及び動作計画がいずれも中央制御サーバーに依存し、更にクラスターＡＧＶの構成が「スタート」トポロジーに類似し、つまり各ＡＧＶがいずれも中央制御サーバーに接続されるため、クラスターＡＧＶからの要求爆撃によって中央制御サーバーが過負荷になって統一スケジューリング・決定を実現できない。また、ＡＧＶが計算能力を有しないため、ＡＧＶ同士が通信できず、このため、中央制御サーバーが故障すれば、クラスターＡＧＶがクラッシュしてしまう。
要するに、従来のＡＧＶスケジューリング決定システムには、ＡＧＶ同士が通信できないため、中央制御サーバーが過負荷になりやすいという技術的問題がある。
以上を鑑みて、ＡＧＶスケジューリング決定システムにおける、ＡＧＶ同士が通信できないため、中央制御サーバーが過負荷になりやすいという技術的問題を解決するために、本発明の目的は分散型ロボットのスケジューリング決定方法、装置、システム並びに電子機器及び記憶媒体を提供することにある。
上記技術的問題を解決するために、本発明は分散型ロボットのスケジューリング決定方法を提供し、該分散型ロボットのスケジューリング決定方法は、
少なくとも１つのタスクを含むタスクパケットを受信して、前記タスクパケットをクラスターロボットにおける他のロボットに伝送することと、
受取決定変数に基づいて受け取った前記タスクパケットにおける実行に適したタスクを決定することと、
前記実行に適したタスクを実行することと、を含む。
本発明は更に電子機器を提供し、メモリ及びプロセッサを備え、前記メモリにコンピュータプログラムが記憶され、前記コンピュータプログラムは前記プロセッサにおいて実行されることにより上記いずれか１つの方法を実現することができる。
本発明は更に記憶媒体を提供し、コンピュータプログラムが記憶され、前記コンピュータプログラムはプロセッサにおいて実行されることにより上記いずれか１つの方法を実現することができる。
本発明は更に分散型ロボットのスケジューリング決定システムを提供し、
少なくとも２台のロボットを含み、前記ロボット同士が通信インターフェースを介して通信するクラスターロボットと、
前記クラスターロボットと通信し、他のロボットに伝送するよう、少なくとも１つのタスクを含むタスクパケットを前記クラスターロボットにおけるいずれか１台に伝送するように設定されるサーバー側と、を備え、
前記クラスターロボットが受取決定変数に基づいて受け取った前記タスクパケットにおける実行に適したタスクを決定して、前記実行に適したタスクを実行する。
本発明は更に分散型ロボットのスケジューリング決定装置を提供し、
少なくとも１つのタスクを含むタスクパケットを受信して、前記タスクパケットをクラスターロボットにおける他のロボットに伝送するように設定される受信伝送モジュールと、
受取決定変数に基づいて受け取った前記タスクパケットにおける実行に適したタスクを決定する決定受取モジュールと、
前記実行に適したタスクを実行するように設定される実行モジュールと、を備える。
本発明に係る分散型ロボットのスケジューリング決定方法は、少なくとも１つのタスクを含むタスクパケットを受信して、タスクパケットをクラスターロボットにおける他のロボットに伝送し、更に受取決定変数に基づいて受け取ったタスクパケットにおける実行に適したタスクを決定し、更に実行に適したタスクを実行することにより、クラスターロボットは互いに通信してタスクを伝送することができ、且つ受取決定変数に基づいて受け取ったタスクパケットにおける実行に適したタスクを決定して実行することができ、それによりクラスターロボットが独立して決定でき、集中決定、中央制御による決定方式に依存せず、サーバーが過負荷になりやすいことを効果的に避けるという技術的効果を実現するだけでなく、タスクをインテリジェントに選択して実行し、実行効率を向上させるという技術的効果も実現する。
一実施例に係る分散型ロボットのスケジューリング決定方法のフローチャートである。 一実施例に係る図１における方法の改良方法のフローチャートである。 一実施例に係る図２における方法の改良方法のフローチャートである。 一実施例に係る電子機器の構造図である。 一実施例に係る分散型ロボットのスケジューリング決定システムのアーキテクチャ図である。 一実施例に係る分散型ロボットのスケジューリング決定装置のアーキテクチャ図である。 図６における装置の改良装置のアーキテクチャ図である。 図７における装置の改良装置のアーキテクチャ図である。
本発明の目的、技術案及び利点を更に明確にするために、以下に図面及び実施例によって本発明を更に詳しく説明する。本発明の説明において、特に断りがない限り、用語「記憶媒体」はＲＯＭ、ＲＡＭ、磁気ディスク又は光ディスク等のコンピュータプログラムを記憶できる様々な媒体であってもよいと理解すべきである。用語「プロセッサ」はＣＰＬＤ（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：コンプレックスプログラムマブルロジックデバイス）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ：フィールドプログラマブルゲートアレイ）、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ：マイクロコントローラユニット）、ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ：プログラマブルロジックコントローラ）及びＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：中央処理装置）等のデータ処理機能を有するチップ又は回路であってもよい。用語「電子機器」はデータ処理機能と記憶機能を有するいかなる機器であってもよく、一般的に固定端末及び携帯端末を含んでもよい。固定端末は例えばデスクトップコンピュータ等である。携帯端末は例えば携帯電話、ＰＡＤ及び移動ロボット等である。なお、矛盾しない限り、以下に説明される本発明における異なる実施形態に関わる技術的特徴が互いに組み合わせられてもよい。
以下、本発明の好適な実施例の一部によって当業者が実現するように教示する。
本発明の新規性を強調し、当業者に本発明を理解させるために、本発明の具体的な実施形態を説明する前に、まず本発明に最も近い従来技術を説明し、本発明は該最も近い従来技術を基に得られるものである。
貨物分野では、常に、１つの中央制御サーバーと複数のＡＧＶ（Ａｕｔｏ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ：無人搬送車）とからなるＡＧＶスケジューリング決定システムを利用して貨物に対して受取、運送及び荷下ろしの物流管理を行う。中央制御サーバーは複数のＡＧＶの動作を統一スケジューリング・決定することにより、物流管理の目的を実現する。
従来のＡＧＶスケジューリング決定システムは物流管理を実現できるが、ＡＧＶ同士が通信できないため、中央制御サーバーが過負荷になりやすい。
ＡＧＶそのものが計算能力を有さず、運動制御能力のみを有するため、その経路選択及び動作計画がいずれも中央制御サーバーに依存し、更にクラスターＡＧＶの構成が「スタート」トポロジーに類似し、つまり各ＡＧＶがいずれも中央制御サーバーに接続されるため、クラスターＡＧＶからの要求爆撃によって中央制御サーバーが過負荷になって統一スケジューリング・決定を実現できない。また、ＡＧＶが計算能力を有しないため、ＡＧＶ同士が通信できず、このため、中央制御サーバーが故障すれば、クラスターＡＧＶがクラッシュしてしまう。
要するに、従来のＡＧＶスケジューリング決定システムには、ＡＧＶ同士が通信できないため、中央制御サーバーが過負荷になりやすいという技術的問題があり、該技術的問題は集中決定、中央制御による欠陥問題であると理解されてもよい。
図１は一実施例に係る分散型ロボットのスケジューリング決定方法のフローチャートであり、上記技術的問題を解決するための分散型ロボットのスケジューリング決定方法を示している。
図１に示すように、分散型ロボットのスケジューリング決定方法であって、
少なくとも１つのタスクを含むタスクパケットを受信して、タスクパケットをクラスターロボットにおける他のロボットに伝送するステップＳ１０と、
受取決定変数に基づいて受け取ったタスクパケットにおける実行に適したタスクを決定するステップＳ１１と、
実行に適したタスクを実行するステップＳ１２と、を含む。
本実施例において、少なくとも１つのタスクを含むタスクパケットを受信して、タスクパケットをクラスターロボットにおける他のロボットに伝送し、更に受取決定変数に基づいて受け取ったタスクパケットにおける実行に適したタスクを決定し、更に実行に適したタスクを実行することにより、クラスターロボットは互いに通信してタスクを伝送することができ、且つ受取決定変数に基づいて受け取ったタスクパケットにおける実行に適したタスクを決定して実行することができ、それによりクラスターロボットが独立して決定でき、集中決定、中央制御による決定方式に依存せず、サーバーが過負荷になりやすいことを効果的に避けるという技術的効果を実現するだけでなく、タスクをインテリジェントに選択して実行し、実行効率を向上させるという技術的効果も実現する。
説明すべきことは、本実施例に係る分散型ロボットのスケジューリング決定方法は様々な分野におけるクラスターロボットをスケジューリングしてタスクを実行することに用いられてもよく、好ましくは、該方法を物流分野における物流クラスターロボットをスケジューリングしてタスクを実行することに用いてもよく、更に、該方法を物流倉庫における物流クラスターロボットをスケジューリングしてタスクを実行することに用いてもよい。
説明すべきことは、クラスターロボットは２台のロボットを含むが、それらに限らない。各台のロボットは小型コンピュータをコアとする自律計算能力と自律ナビゲーション能力を有する移動ロボットであってもよい。また、各台のロボットの内部に複数の通信インターフェースが取り付けられてもよく、各台のロボットはいずれもその１つの通信インターフェースを介して他のロボットの通信インターフェースと通信することができる。
更に説明すべきことは、タスクパケットは少なくとも１つのタスクを含むデータパケットであり、データパケットがネットワーク経由で伝送されてもよい。タスクパケットに少なくとも１つのタスクが含まれることは、タスクパケットが１つのタスクグループであり、該タスクグループにナビゲーションタスク、移動タスク、ピッキングタスク及び提示タスク等が含まれてもよいと理解されてもよい。
更に説明すべきことは、複数の通信インターフェースはＷｉＦｉネットワークインターフェース及び４Ｇ ＩｏＴネットワークインターフェースを含んでもよい。ＷｉＦｉネットワークインターフェースは複数台のロボットの接続通信に用いられてもよい。また、４Ｇ ＩｏＴネットワークインターフェースはサーバー側と複数台のロボットのうちのいずれか１台との接続通信に用いられてもよい。
更に説明すべきことは、ステップＳ１０では、クラスターロボットにおけるいずれか１台がサーバー側から少なくとも１つのタスクを含むタスクパケットを受信して、タスクパケットをクラスターロボットにおける他のロボットに伝送する。
伝送方式は放送伝送又はポイントツーポイント伝送であってもよく、本実施例において、ポイントツーポイント伝送によってタスクパケットの伝送を実現することが好ましい。例えば、タスクパケットをサーバー側からクラスターロボットにおける１台に伝送した後、前の受信者から後の受信者に伝送する。このように順に伝送することで、クラスターロボットがいずれもタスクパケットを受信できる。
また、クラスターロボットがタスクパケットを受信してそれぞれ記憶し、この時、各ロボットの受信したタスクパケットのタスク状態が一致する。
更に説明すべきことは、ステップＳ１１及びステップＳ１２では、受取決定変数はロボットの停止状態、動作状態、現在位置状態、その運搬器具又は容器、残量状態、受け取ったタスクのタスク量状態及び受取対象タスクのタスク量状態を含むが、それらに限らない。
また、実行に適したタスクはロボットが受取決定変数に基づいてタスクパケットにおけるタスクの内容がその受取・実行に適したかどうかを判断するものである。例えば、クラスターロボットにおける１台のロボットの読み取ったタスクパケットにおける１つのタスクの内容は、近傍のピッキングポイントへピッキングすることである。この時、該ロボットはその現在位置を抽出して、その現在位置から近傍のピッキングポイントまでの距離が閾値を超えるかどうかを判断し、ＮＯの場合、該タスクがその受取・実行に適したタスクであるとみなされる。
また、クラスターロボットがいずれもその決定変数に基づいてその受取・実行に適したタスクを受け取って実行し、それによりクラスターロボットが独立して決定でき、集中決定、中央制御による決定方式に依存せず、サーバーが過負荷になりやすいことを効果的に避けるという技術的効果を実現するだけでなく、タスクをインテリジェントに選択して実行し、実行効率を向上させるという技術的効果も実現する。
図２は一実施例に係る図１における方法の改良方法のフローチャートであり、タスク実行衝突の技術的問題を解決するための分散型ロボットのスケジューリング決定方法の改良方法を示している。
図２に示すように、図１における方法は、更に、
実行に適したタスクを受け取ったタスクとしてマークしてローカルに記憶して、他のロボットから伝送される更新マークが付いている受け取ったタスクのタスクパケットを受信するステップＳ２０と、
更新決定変数に基づいてタスクパケットにおける受け取った同じタスクの優先度を判断して、優先度の高いタスクパケットを更新保存するステップＳ２１と、
優先度の高いタスクパケットを他のロボットに伝送するステップＳ２２と、を含む。
本実施例において、実行に適したタスクを受け取ったタスクとしてマークしてローカルに記憶して、他のロボットから伝送される更新マークが付いている受け取ったタスクのタスクパケットを受信し、更に更新決定変数に基づいて異なるタスクパケットにおける受け取った同じタスクの優先度を判断して、優先度の高いタスクパケットを更新保存し、更に優先度の高いタスクパケットを他のロボットに伝送することにより、優先度の判断によってタスク実行衝突を解決するという技術的効果を実現する。
説明すべきことは、クラスターロボットがいずれもその決定変数に基づいてその受取・実行に適したタスクを受け取って実行するため、クラスターロボットにおける少なくとも２台が同じタスクの内容を受け取ると決定し、例えば、いずれか３台のロボットがいずれも近傍のピッキングポイントへピッキングするタスクを受け取った場合、タスク実行衝突が生じてしまう。
更に説明すべきことは、ステップＳ２０では、クラスターロボットにおける各台のロボットがいずれもその受け取ったタスクを受け取ったタスクとしてマークして、受け取ったタスクとしてマークしたタスクパケットを他のロボットに伝送するため、各台のロボットにはいずれもその受け取ったタスクとしてマークしたタスクパケット（説明都合上、「その受け取ったタスクとしてマークしたタスクパケット」がローカルタスク受取パケットと略称される）及び他のロボットから伝送される受け取ったタスクとしてマークしたタスクパケット（説明都合上、「他のロボットから伝送される受け取ったタスクとしてマークしたタスクパケット」が伝送タスク受取パケットと略称される）が記憶される。
更に説明すべきことは、ステップＳ２１及びステップＳ２２では、更新決定変数はロボットの現在位置状態、残量状態及びタスク受取時間を含むが、それらに限らない。
また、様々なタスクパケットは、ローカルタスク受取パケットと伝送タスク受取パケットである。
また、更新決定変数に基づいて、異なるタスクパケットにおける受け取った同じタスクの優先度を判断して、優先度の高いタスクパケットを更新保存する。ローカルタスク受取パケットと伝送タスク受取パケットがいずれもＴ１タスクを受け取った場合を例として、以下の更新決定変数によって優先度の判断を行ってもよく、前記更新決定変数は以下を含むが、それらに限らない。
第１として、タスク受取時間によって優先度を判断する。
ロボットがローカルタスク受取パケットを読み取ったＴ１タスク受取時間はｔ１、伝送タスク受取パケットを読み取ったＴ１タスク受取時間はｔ２であると仮定し、ｔ１がｔ２より前である場合、後に受け取ったＴ１タスクの優先度が前に受け取ったＴ１タスクの優先度より高いと判断してもよい。
第２として、現在位置状態によって優先度を判断する。
ロボットがその現在位置を読み取ってからＴ１タスクを実行するまでの工程はｓ１、他のロボットの現在位置を読み取ってからＴ１タスクを実行するまでの工程はｓ２であると仮定し、ｓ１がｓ２より大きい場合、伝送タスク受取パケットのＴ１タスクの優先度が高いと判断してもよい。
また、優先度の高いタスクパケットを更新保存し、次に優先度の高いタスクパケットを他のロボットに伝送することにより、１つずつ判断して優先度を決定して、最終的にあるロボットがＴ１タスクを実行する完了状況を決定することができ、タスク実行衝突を避けるだけでなく、資源の配置を最適化させるという技術的効果も実現する。伝送方式は放送伝送又はポイントツーポイント伝送であってもよく、本実施例において、ポイントツーポイント伝送によってタスクパケットの伝送を実現することが好ましい。例えば、タスクパケットを１台のロボットから他のロボットに伝送し、更に他のロボットから別のロボットに伝送し、このように順に伝送することで、最終的にクラスターロボットがいずれもタスクパケットを受信できる。
図３は一実施例に係る図２における方法の改良方法のフローチャートであり、どのようにサーバー側から新たなタスクパケットを取得するかという技術的問題を解決するための分散型ロボットのスケジューリング決定方法の改良方法を示している。
図３に示すように、図２における方法は、更に、
タスクパケットにおけるタスクがすべて受け取られたかどうかを判断するステップＳ３０と、
タスクパケットにおけるタスクがすべて受け取られた場合、新たなタスクパケットを伝送するように要求するステップＳ３１と、を含む。
本実施例において、タスクパケットにおけるタスクがすべて受け取られたかどうかを判断して、タスクがすべて受け取られた後、サーバー側へ新たなタスクパケットを伝送するように要求することにより、クラスターロボットを制御して連続動作させるという技術的効果を実現する。
説明すべきことは、ステップＳ３１及びステップＳ３１では、クラスターロボットにおけるいずれか１台のロボットはその受信した伝送タスク受取パケットにおけるタスクがすべて受け取られたものとしてマークしたことを読み取った場合、タスクパケットにおけるタスクがすべて受け取られたと判断する。この時、サーバー側と通信して新たなタスクパケットを伝送するように要求するよう、サーバー側と通信するロボットに伝送するまで、該ロボットは放送伝送又はポイントツーポイント伝送によって該伝送タスク受取パケットを他のロボットに伝送することができ、それによりクラスターロボットを制御して連続動作させるという技術的効果を実現する。
図４は一実施例に係る電子機器の構造図であり、コンピュータプログラムを記憶・処理するための電子機器を示している。
図４に示すように、電子機器であって、メモリ及びプロセッサを備え、メモリにコンピュータプログラムが記憶され、コンピュータプログラムはプロセッサにおいて実行されることにより図１〜図３に示すいずれか１つの方法を実現することができる。
一実施例において更に記憶媒体を提供し、該記憶媒体にコンピュータプログラムが記憶され、該コンピュータプログラムはプロセッサにおいて実行されることにより図１〜図３に示すいずれか１つの方法を実現することができる。
図５は一実施例に係る分散型ロボットのスケジューリング決定システムのアーキテクチャ図であり、分散型ロボットのスケジューリング決定システムを示しており、該分散型ロボットのスケジューリング決定システムは、
少なくとも２台のロボットを含み、ロボット同士が通信インターフェースを介して通信するクラスターロボット５０と、
クラスターロボット５０と通信し、他のロボットに伝送するよう、少なくとも１つのタスクを含むタスクパケットをクラスターロボット５０におけるいずれか１台に伝送するサーバー側５１と、を備え、
クラスターロボット５０が受取決定変数に基づいて受け取ったタスクパケットにおける実行に適したタスクを決定して、実行に適したタスクを実行する。
本実施例において、少なくとも１つのタスクを含むタスクパケットを受信して、タスクパケットをクラスターロボット５０における他のロボットに伝送し、更に受取決定変数に基づいて受け取ったタスクパケットにおける実行に適したタスクを決定し、更に実行に適したタスクを実行することにより、クラスターロボット５０は互いに通信してタスクを伝送することができ、且つ受取決定変数に基づいて受け取ったタスクパケットにおける実行に適したタスクを決定して実行することができ、それによりクラスターロボット５０が独立して決定でき、集中決定、中央制御による決定方式に依存せず、サーバーが過負荷になりやすいことを効果的に避けるという技術的効果を実現するだけでなく、タスクをインテリジェントに選択して実行し、実行効率を向上させるという技術的効果も実現する。
説明すべきことは、本実施例に係る分散型ロボットのスケジューリング決定方法は様々な分野におけるクラスターロボット５０をスケジューリングしてタスクを実行することに用いられてもよい。好ましくは、該方法を物流分野における物流クラスターロボット５０をスケジューリングしてタスクを実行することに用いてもよく、更に、該方法を物流倉庫における物流クラスターロボット５０をスケジューリングしてタスクを実行することに用いてもよい。
説明すべきことは、クラスターロボット５０は２台のロボットを含むが、それらに限らない。各台のロボットは小型コンピュータをコアとする自律計算能力と自律ナビゲーション能力を有する移動ロボットであってもよい。また、各台のロボットの内部に複数の通信インターフェースが取り付けられてもよく、各台のロボットはいずれもその１つの通信インターフェースを介して他のロボットの通信インターフェースと通信することができる。
更に説明すべきことは、タスクパケットは少なくとも１つのタスクを含むデータパケットであり、データパケットがネットワーク経由で伝送されてもよい。タスクパケットに少なくとも１つのタスクが含まれることは、タスクパケットが１つのタスクグループであり、該タスクグループにナビゲーションタスク、移動タスク、ピッキングタスク及び提示タスク等が含まれてもよいと理解されてもよい。
更に説明すべきことは、複数の通信インターフェースはＷｉＦｉネットワークインターフェース及び４Ｇ ＩｏＴネットワークインターフェースを含んでもよい。ＷｉＦｉネットワークインターフェースは複数台のロボットの接続通信に用いられてもよい。また、４Ｇ ＩｏＴネットワークインターフェースはサーバー側５１と複数台のロボットのうちのいずれか１台との接続通信に用いられてもよい。
更に説明すべきことは、クラスターロボット５０におけるいずれか１台がサーバー側５１から少なくとも１つのタスクを含むタスクパケットを受信して、タスクパケットをクラスターロボット５０における他のロボットに伝送する。
伝送方式は放送伝送又はポイントツーポイント伝送であってもよく、本実施例において、ポイントツーポイント伝送によってタスクパケットの伝送を実現することが好ましい。例えば、タスクパケットをサーバー側からクラスターロボット５０における１台に伝送した後、前の受信者から後の受信者に伝送し、このように順に伝送することで、クラスターロボット５０がいずれもタスクパケットを受信できる。
また、クラスターロボット５０がタスクパケットを受信してそれぞれ記憶し、この時、各ロボットの受信したタスクパケットのタスク状態が一致する。
更に説明すべきことは、受取決定変数はロボットの停止状態、動作状態、現在位置状態、その運搬器具又は容器、残量状態、受け取ったタスクのタスク量状態及び受取対象タスクのタスク量状態を含むが、それらに限らない。
また、実行に適したタスクはロボットが受取決定変数に基づいてタスクパケットにおけるタスクの内容がその受取・実行に適したかどうかを判断するものである。例えば、クラスターロボット５０における１台のロボットの読み取ったタスクパケットにおける１つのタスクの内容は、近傍のピッキングポイントへピッキングすることである。この時、該ロボットはその現在位置を抽出して、その現在位置から近傍のピッキングポイントまでの距離が閾値を超えるかどうかを判断し、ＮＯの場合、該タスクがその受取・実行に適したタスクであるとみなされる。
また、クラスターロボット５０がいずれもその決定変数に基づいてその受取・実行に適したタスクを受け取って実行し、それによりクラスターロボット５０が独立して決定でき、集中決定、中央制御による決定方式に依存せず、サーバーが過負荷になりやすいことを効果的に避けるという技術的効果を実現するだけでなく、タスクをインテリジェントに選択して実行し、実行効率を向上させるという技術的効果も実現する。
図６は一実施例に係る分散型ロボットのスケジューリング決定装置のアーキテクチャ図であり、分散型ロボットのスケジューリング決定装置を示しており、該分散型ロボットのスケジューリング決定装置は、
少なくとも１つのタスクを含むタスクパケットを受信して、タスクパケットをクラスターロボットにおける他のロボットに伝送するための受信伝送モジュール６０と、
受取決定変数に基づいて受け取ったタスクパケットにおける実行に適したタスクを決定する決定受取モジュール６１と、
実行に適したタスクを実行するための実行モジュール６２と、を備える。
本実施例において、少なくとも１つのタスクを含むタスクパケットを受信して、タスクパケットをクラスターロボットにおける他のロボットに伝送し、更に受取決定変数に基づいて受け取ったタスクパケットにおける実行に適したタスクを決定し、更に実行に適したタスクを実行することにより、クラスターロボットは互いに通信してタスクを伝送することができ、且つ受取決定変数に基づいて受け取ったタスクパケットにおける実行に適したタスクを決定して実行することができ、それによりクラスターロボットが独立して決定でき、集中決定、中央制御による決定方式に依存せず、サーバーが過負荷になりやすいことを効果的に避けるという技術的効果を実現するだけでなく、タスクをインテリジェントに選択して実行し、実行効率を向上させるという技術的効果も実現する。
説明すべきことは、本実施例に係る分散型ロボットのスケジューリング決定方法は様々な分野におけるクラスターロボットをスケジューリングしてタスクを実行することに用いられてもよい。好ましくは、該方法を物流分野における物流クラスターロボットをスケジューリングしてタスクを実行することに用いてもよく、更に、該方法を物流倉庫における物流クラスターロボットをスケジューリングしてタスクを実行することに用いてもよい。
説明すべきことは、クラスターロボットは２台のロボットを含むが、それらに限らない。各台のロボットは小型コンピュータをコアとする自律計算能力と自律ナビゲーション能力を有する移動ロボットであってもよい。また、各台のロボットの内部に複数の通信インターフェースが取り付けられてもよく、各台のロボットはいずれもその１つの通信インターフェースを介して他のロボットの通信インターフェースと通信することができる。
更に説明すべきことは、タスクパケットは少なくとも１つのタスクを含むデータパケットであり、データパケットがネットワーク経由で伝送されてもよい。タスクパケットに少なくとも１つのタスクが含まれることは、タスクパケットが１つのタスクグループであり、該タスクグループにナビゲーションタスク、移動タスク、ピッキングタスク及び提示タスク等が含まれてもよいと理解されてもよい。
更に説明すべきことは、複数の通信インターフェースはＷｉＦｉネットワークインターフェース及び４Ｇ ＩｏＴネットワークインターフェースを含んでもよい。ＷｉＦｉネットワークインターフェースは複数台のロボットの接続通信に用いられてもよい。また、４Ｇ ＩｏＴネットワークインターフェースはサーバー側と複数台のロボットのうちのいずれか１台との接続通信に用いられてもよい。
更に説明すべきことは、クラスターロボットにおけるいずれか１台がサーバー側から少なくとも１つのタスクを含むタスクパケットを受信して、タスクパケットをクラスターロボットにおける他のロボットに伝送する。
伝送方式は放送伝送又はポイントツーポイント伝送であってもよく、本実施例において、ポイントツーポイント伝送によってタスクパケットの伝送を実現することが好ましい。例えば、タスクパケットをサーバー側からクラスターロボットにおける１台に伝送した後、前の受信者から後の受信者に伝送し、このように順に伝送することで、クラスターロボットがいずれもタスクパケットを受信できる。
また、クラスターロボットがタスクパケットを受信してそれぞれ記憶し、この時、各ロボットの受信したタスクパケットのタスク状態が一致する。
更に説明すべきことは、受取決定変数はロボットの停止状態、動作状態、現在位置状態、その運搬器具又は容器、残量状態、受け取ったタスクのタスク量状態及び受取対象タスクのタスク量状態を含むが、それらに限らない。
また、実行に適したタスクはロボットが受取決定変数に基づいてタスクパケットにおけるタスクの内容がその受取・実行に適したかどうかを判断するものである。例えば、クラスターロボットにおける１台のロボットの読み取ったタスクパケットにおける１つのタスクの内容は、近傍のピッキングポイントへピッキングすることである。この時、該ロボットはその現在位置を抽出して、その現在位置から近傍のピッキングポイントまでの距離が閾値を超えるかどうかを判断し、ＮＯの場合、該タスクがその受取・実行に適したタスクであるとみなされる。
また、クラスターロボットがいずれもその決定変数に基づいてその受取・実行に適したタスクを受け取って実行し、それによりクラスターロボットが独立して決定でき、集中決定、中央制御による決定方式に依存せず、サーバーが過負荷になりやすいことを効果的に避けるという技術的効果を実現するだけでなく、タスクをインテリジェントに選択して実行し、実行効率を向上させるという技術的効果も実現する。
図７は図６における装置の改良装置のアーキテクチャ図であり、改良された分散型ロボットのスケジューリング決定装置を示している。
図７に示すように、図６における分散型ロボットのスケジューリング決定装置は、更に、
実行に適したタスクを受け取ったタスクとしてマークしてローカルに記憶して、他のロボットから伝送される更新マークが付いている受け取ったタスクのタスクパケットを受信するためのマーク受信モジュール７０と、
更新決定変数に基づいて異なるタスクパケットにおける受け取った同じタスクの優先度を判断して、優先度の高いタスクパケットを更新保存するための更新決定モジュール７１と、
優先度の高いタスクパケットを他のロボットに伝送するための伝送モジュール７２と、を備える。
本実施例において、実行に適したタスクを受け取ったタスクとしてマークしてローカルに記憶して、他のロボットから伝送される更新マークが付いている受け取ったタスクのタスクパケットを受信し、更に更新決定変数に基づいて異なるタスクパケットにおける受け取った同じタスクの優先度を判断して、優先度の高いタスクパケットを更新保存し、更に優先度の高いタスクパケットを他のロボットに伝送することにより、優先度の判断によってタスク実行衝突を解決するという技術的効果を実現する。
説明すべきことは、クラスターロボットがいずれもその決定変数に基づいてその受取・実行に適したタスクを受け取って実行するため、クラスターロボットにおける少なくとも２台が同じタスクの内容を受け取ると決定し、例えば、いずれか３台のロボットがいずれも近傍のピッキングポイントへピッキングするタスクを受け取った場合、タスク実行衝突が生じてしまう。
更に説明すべきことは、クラスターロボットにおける各台のロボットがいずれもその受け取ったタスクを受け取ったタスクとしてマークして、受け取ったタスクとしてマークしたタスクパケットを他のロボットに伝送するため、各台のロボットにはいずれもその受け取ったタスクとしてマークしたタスクパケット（説明都合上、「その受け取ったタスクとしてマークしたタスクパケット」はローカルタスク受取パケットと略称される）及び他のロボットから伝送される受け取ったタスクとしてマークしたタスクパケット（説明都合上、「他のロボットから伝送される受け取ったタスクとしてマークしたタスクパケット」は伝送タスク受取パケットと略称される）が記憶される。
更に説明すべきことは、更新決定変数はロボットの現在位置状態、残量状態及びタスク受取時間を含むが、それらに限らない。
また、様々なタスクパケットがローカルタスク受取パケットと伝送タスク受取パケットである。
また、更新決定変数に基づいて異なるタスクパケットにおける受け取った同じタスクの優先度を判断して、優先度の高いタスクパケットを更新保存する。ローカルタスク受取パケットと伝送タスク受取パケットがいずれもＴ１タスクを受け取った場合を例として、以下の更新決定変数によって優先度の判断を行ってもよく、前記更新決定変数は以下を含むが、それらに限らない。
第１として、タスク受取時間によって優先度を判断する。
ロボットがローカルタスク受取パケットを読み取ったＴ１タスク受取時間はｔ１、伝送タスク受取パケットを読み取ったＴ１タスク受取時間はｔ２であると仮定し、ｔ１がｔ２より前である場合、後に受け取ったＴ１タスクの優先度が前に受け取ったＴ１タスクの優先度より高いと判断してもよい。
第２として、現在位置状態によって優先度を判断する。
ロボットがその現在位置を読み取ってからＴ１タスクを実行するまでの工程はｓ１、他のロボットの現在位置を読み取ってからＴ１タスクを実行するまでの工程はｓ２であると仮定し、ｓ１がｓ２より大きい場合、伝送タスク受取パケットのＴ１タスクの優先度が高いと判断してもよい。
また、優先度の高いタスクパケットを更新保存し、次に優先度の高いタスクパケットを他のロボットに伝送することにより、１つずつ判断して優先度を決定して、最終的にあるロボットがＴ１タスクを実行する完了状況を決定することができ、タスク実行衝突を避けるだけでなく、資源の配置を最適化させるという技術的効果も実現する。伝送方式は放送伝送又はポイントツーポイント伝送であってもよく、本実施例において、ポイントツーポイント伝送によってタスクパケットの伝送を実現することが好ましい。例えば、タスクパケットを１台のロボットから他のロボットに伝送し、更に他のロボットから別のロボットに伝送し、このように順に伝送することで、最終的にクラスターロボットがいずれもタスクパケットを受信できる。
図８は図７における装置の改良装置のアーキテクチャ図であり、改良された分散型ロボットのスケジューリング決定装置を示している。
図８に示すように、図７における分散型ロボットのスケジューリング決定装置は、更に、
タスクパケットにおけるタスクがすべて受け取られたかどうかを判断するための受取完了判断モジュール８０と、
タスクパケットにおけるタスクがすべて受け取られたという判断結果に基づき、新たなタスクパケットを伝送するように要求するための要求モジュール８１と、を備える。
本実施例において、タスクパケットにおけるタスクがすべて受け取られたかどうかを判断して、タスクがすべて受け取られた後、サーバー側へ新たなタスクパケットを伝送するように要求することにより、クラスターロボットを制御して連続動作させるという技術的効果を実現する。
説明すべきことは、ステップＳ３１及びステップＳ３１では、クラスターロボットにおけるいずれか１台のロボットはその受信した伝送タスク受取パケットにおけるタスクがすべて受け取られたものとしてマークしたことを読み取った場合、タスクパケットにおけるタスクがすべて受け取られたと判断し、この時、サーバー側と通信して新たなタスクパケットを伝送するように要求するよう、サーバー側と通信するロボットに伝送するまで、該ロボットは放送伝送又はポイントツーポイント伝送によって該伝送タスク受取パケットを他のロボットに伝送することができ、それによりクラスターロボットを制御して連続動作させるという技術的効果を実現する。
以上の説明は本発明の好適な実施例に過ぎず、本発明を制限するためのものではなく、本発明の趣旨及び原則内に行ったいかなる修正、等価置換及び改良等は、いずれも本発明の保護範囲内に含まれるべきである。
本発明の実施例に係る分散型ロボットのスケジューリング決定方法は、少なくとも１つのタスクを含むタスクパケットを受信して、タスクパケットをクラスターロボットにおける他のロボットに伝送し、更に受取決定変数に基づいて受け取ったタスクパケットにおける実行に適したタスクを決定し、更に実行に適したタスクを実行することにより、クラスターロボットは互いに通信してタスクを伝送することができ、且つ受取決定変数に基づいて受け取ったタスクパケットにおける実行に適したタスクを決定して実行することができ、それによりクラスターロボットが独立して決定でき、集中決定、中央制御による決定方式に依存せず、サーバーが過負荷になりやすいことを効果的に避けるという技術的効果を実現するだけでなく、タスクをインテリジェントに選択して実行し、実行効率を向上させるという技術的効果も実現する。

Claims (9)

  1. 分散型ロボットのスケジューリング決定方法であって、
    少なくとも２台のクラスターロボットを含み、前記クラスターロボット同士が通信インターフェースを介して通信し、
    クラスターロボットが、
    少なくとも１つのタスクを含むタスクパケットを受信して、前記タスクパケットを他のクラスターロボットに伝送し、各クラスターロボットの受信したタスクパケットのタスク状態が一致することと、
    受取決定変数に基づいて受け取った前記タスクパケットにおける実行に適したタスクを決定することと、
    前記実行に適したタスクを実行することと、を含み、
    更に、
    前記実行に適したタスクを受け取ったタスクとしてマークしてローカルに記憶して、前記他のクラスターロボットから伝送される更新マークが付いている受け取ったタスクのタスクパケットを受信することと、
    更新決定変数に基づいて異なるタスクパケットにおける受け取った同じタスクの優先度を判断して、優先度の高いタスクパケットを更新保存することと、
    前記優先度の高いタスクパケットを前記更新マークが付いている受け取ったタスクのタスクパケットとして前記他のクラスターロボットに伝送することと、を含む分散型ロボットのスケジューリング決定方法。
  2. 更に、
    前記タスクパケットにおけるタスクがすべて受け取られたかどうかを判断することと、
    前記タスクパケットにおけるタスクがすべて受け取られた場合、新たな前記タスクパケットを伝送するように要求することと、を含む請求項１に記載の方法。
  3. 前記受取決定変数はロボットの停止及び動作状態及び／又はロボットの現在位置状態及び／又はその運搬器具及び容器及び／又はロボットの受け取ったタスク又は受取対象タスクのタスク量を含む請求項１に記載の方法。
  4. 前記更新決定変数はロボットの現在位置状態及び／又はロボットの残量状態及び／又はタスク受取時間を含む請求項１に記載の方法。
  5. 電子機器であって、
    メモリ及びプロセッサを備え、前記メモリにコンピュータプログラムが記憶され、前記コンピュータプログラムは前記プロセッサにおいて実行されることにより請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法を実現することができる電子機器。
  6. 記憶媒体であって、
    コンピュータプログラムが記憶され、前記コンピュータプログラムはプロセッサにおいて実行されることにより請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法を実現することができる記憶媒体。
  7. 分散型ロボットのスケジューリング決定システムであって、
    少なくとも２台のクラスターロボットを含み、前記クラスターロボット同士が通信インターフェースを介して通信するクラスターロボットと、
    前記クラスターロボットと通信し、他のクラスターロボットに伝送するよう、少なくとも１つのタスクを含むタスクパケットを前記クラスターロボットにおけるいずれか１台に伝送するように設定されるサーバー側と、を備え、
    各クラスターロボットの受信したタスクパケットのタスク状態は一致し、前記クラスターロボットが受取決定変数に基づいて受け取った前記タスクパケットにおける実行に適したタスクを決定して、前記実行に適したタスクを実行し、
    前記実行に適したタスクを受け取ったタスクとしてマークしてローカルに記憶して、前記他のクラスターロボットから伝送される更新マークが付いている受け取ったタスクのタスクパケットを受信し、
    更新決定変数に基づいて異なるタスクパケットにおける受け取った同じタスクの優先度を判断して、優先度の高いタスクパケットを更新保存し、
    前記優先度の高いタスクパケットを前記更新マークが付いている受け取ったタスクのタスクパケットとして前記他のクラスターロボットに伝送する分散型ロボットのスケジューリング決定システム。
  8. 少なくとも２台のクラスターロボットを含み、前記クラスターロボット同士が通信インターフェースを介して通信するクラスターロボットにおける分散型ロボットのスケジューリング決定装置であって、
    少なくとも１つのタスクを含むタスクパケットを受信して、前記タスクパケットをクラスターロボットにおける他のクラスターロボットに伝送し、各クラスターロボットの受信したタスクパケットのタスク状態が一致するように設定される受信伝送モジュールと、
    受取決定変数に基づいて受け取った前記タスクパケットにおける実行に適したタスクを決定する決定受取モジュールと、
    前記実行に適したタスクを実行するように設定される実行モジュールと、を備え、
    更に、
    前記実行に適したタスクを受け取ったタスクとしてマークしてローカルに記憶して、前記他のクラスターロボットから伝送される更新マークが付いている受け取ったタスクのタスクパケットを受信するように設定されるマーク受信モジュールと、
    更新決定変数に基づいて異なるタスクパケットにおける受け取った同じタスクの優先度を判断して、優先度の高いタスクパケットを更新保存するように設定される更新決定モジュールと、
    前記優先度の高いタスクパケットを前記更新マークが付いている受け取ったタスクのタスクパケットとして前記他のクラスターロボットに伝送するように設定される伝送モジュールと、を備える分散型ロボットのスケジューリング決定装置。
  9. 更に、
    前記タスクパケットにおけるタスクがすべて受け取られたかどうかを判断するように設定される受取完了判断モジュールと、
    前記タスクパケットにおけるタスクがすべて受け取られたという判断結果に基づき、新たな前記タスクパケットを伝送するように要求するように設定される要求モジュールと、を備える請求項８に記載の装置。
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