[发明专利]一种基于递归算法的异构多机器人系统任务分解方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机软件系统领域，具体涉及一种基于递归算法的异构多机器人系统任务分解方法。

背景技术

随着科学技术的不断发展，机器人的应用领域不断地拓展。但是就目前的机器人发展状况而言，单机器人在信息获取、任务处理方面能力都有不足，这就要求对多机器人系统的发展提出了紧迫要求。但是单纯地将机器人堆砌在一起，并不能发挥多机器人系统执行任务时的优势，反而有可能因为不同机器人在行为上的并发行和冲突性，引起机器人在执行任务时的冲突和对抗，使得系统整体性能降低。一项任务的完成，需要对生产力资源进行合理的配置，多机器人系统也如此。因此，需要对系统中的多机器人进行合理的任务分配。分配机制是否合理直接关系到系统中各个机器人是否能够进行有效的沟通，最大程度地发挥自身能力，高效的完成系统中的任务。

在本发明作出之前，现有的任务分解方法主要存在以下的问题：1.现有的任务分解方法大都是针对具体应用提出来的，适合于特定的环境，通用性较差。但是在智能制造模式下，机器人系统面临的任务环境是动态的和不确定的，具有很强的随机性。2.当前的任务分解方法大多数应用在小规模机器人系统中，并且假设都是同构机器人。但是在智能制造的模式下，机器人数量规模巨大，并且机器人各司其职，执行不同的任务，多为异构机器人。3.现有的分解任务无法得出一组任务，在特定环境下的所有可能分解方案。但是智能制造模式下，子任务的不同分配方案和执行顺序间可能存在着很大的经济效益差距，需要对不同分解分配方案进行比较。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述缺陷，研制一种基于递归算法的异构多机器人系统任务分解方法。

本发明的技术方案是：

一种基于递归算法的异构多机器人系统任务分解方法，其特征在于如下步骤：

(1)对任务执行过程中，所涉及的资源进行形式化表示；完成一项任务需满足一定的条件，任务完成后会产生相应的结果；将多机器人系统中，这样的条件和结果统称为资源，并且这样的资源是可数的；定义一个二元组r＝<r_nam，r_num>，其中r表示系统中的一种资源情况，r_nam唯一标示资源r的种类，r_num表示资源r的数量；系统中所有种类的资源，都需要进行上述形式的表示，将所有的资源表示二元组组成一个集合，表示当前状态下系统的资源总体状况，形式化表示为R＝{r₁，r₂，…，r_N}，其中N表示该机器人系统所涉及到的资源总种数；

(2)在步骤(1)基础上，用一个三元组对机器人所能完成的任务进行形式化表示：task＝<name，owner，input，output>，其中，name唯一标示该类任务；owner是一个机器人的ID，表示该ID对应的机器人有能力完成此任务；input表示完成此任务需要消耗的资源情况，是一个由r＝<r_nam，r_num>组成的集合，output表示完成此任务会产生的资源情况，也是一个由r＝<r_nam，r_num>组成的集合；在很多异构机器人环境中，不同机器人之间的能力互不交差，因此对于任意两个不同任务taskⁱ和task^j，

(3)调用基于递归函数的任务分解算法；定义一个递归函数Judge(item，num)，用来判断当前环境下，是否能用一系列的生产流程的导出num个item资源；如果能，函数返回true；如果不能，函数返回false；该递归函数的特征在于如下步骤：

(3.1)比较现有资源中item资源的个数num′和num的关系；如果现有item资源数量大于等于num，则函数直接返回true；又如果现有item资源的数量小于num且不为0，若Judge(item，num-num′)为真，则函数直接返回true；若Judge(item，num-num′)为假，则进入步骤(3.2)；