[发明专利]一种机器人时序任务规划方法及装置、电子设备

说明书

本申请属于机器人任务规划领域，提供了一种机器人时序任务规划方法，包括：获取工作区域的环境信息并对工作区域进行离散化建模；获取机器人的个体时序任务要求以及协同时序任务要求；按照协同时序任务要求，搜索协同任务序列；按照协同任务序列，构建协同子任务分配模型，并求解协同子任务分配结果；将所述协同子任务分配结果发送给机器人，以使机器人个体计算任务执行计划。本申请能高效解决在个体与全局复杂时序任务约束下多机器人的规划问题，具有良好的可拓展性，并可以克服区域通信不稳定的限制；另外，本申请在分散计算负荷的同时可以有效保护个体机器人的隐私信息。

技术领域

本申请涉及机器人任务规划技术领域，尤其涉及一种机器人时序任务规划方法及装置、电子设备。

背景技术

任务规划问题在社会生活中广泛存在，如数据采集、持续观测以及智慧物流等领域。近年来，越来越多的研究开始关注复杂时序约束下的机器人任务规划问题，用于解决现实生产中更为复杂的任务需求。基于模型检查理论的任务规划方法，可以借助形式化语言如线性时序逻辑(Linear Temporal Logic,LTL)语言，描述更为复杂的任务时序约束，如任务顺序约束、安全避障约束、响应约束等，因此受到了广泛的关注与研究。

现有方法难以有效处理以下技术问题：(1)难以有效解决机器人同时具有个体时序任务和全局协同时序任务的情况；(2)未考虑优化多机器人执行协同任务时由于到达时间不同而导致的不必要的等待时间；(3)现有方法大部分假设机器人的协同任务分配关系已知，并且没有考虑保护机器人个体时序任务隐私信息。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种机器人时序任务规划方法及装置、电子设备，以解决相关技术中存在的难以高效解决机器人同时具有个体时序任务和全局协同时序任务的问题，并考虑在任务规划过程中保护机器人个体时序任务隐私等技术问题。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种方法，包括：获取机器人工作区域的环境信息；对所述工作区域进行离散化建模，获得环境图模型；发送所述环境图模型给所述机器人，以使得机器人根据所述环境图模型以及机器人在工作区域中的移动能力和任务执行能力，构建得到加权切换系统；获取机器人的个体时序任务以及全局协同时序任务；将所述个体时序任务发送给机器人；根据所述全局协同时序任务，计算满足所述全局协同时序任务的协同任务序列，所述协同任务序列由一个或多个协同子任务构成；根据所述协同任务序列，构建协同子任务分配模型；计算所述协同子任务分配模型，得到协同子任务分配结果；将所述协同子任务分配结果发送给机器人，以使得机器人按照所述个体时序任务和所述协同子任务分配结果，构建更新后的个体时序任务，再融合所述加权切换系统，最后机器人个体计算任务执行计划。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种装置，包括：第一获取模块，用于获取机器人工作区域的环境信息；建模模块，用于对所述工作区域进行离散化建模，获得环境图模型；第一发送模块，用于发送所述环境图模型给所述机器人，以使得机器人根据所述环境图模型以及机器人在工作区域中的移动和任务执行能力，构建得到加权切换系统；第二获取模块，用于获取机器人的个体时序任务以及全局协同时序任务；第二发送模块，用于将所述个体时序任务发送给机器人；第一计算模块，用于根据所述全局协同时序任务，计算满足所述全局协同时序任务的协同任务序列，所述协同任务序列由一个或多个协同子任务构成；构建模块，用于根据所述协同任务序列，构建协同子任务分配模型；第二计算模块，用于计算所述协同子任务分配模型，得到协同子任务分配结果；第三发送模块，用于将所述协同子任务分配结果发送给机器人，以使得机器人按照所述个体时序任务和所述协同子任务分配结果，构建更新后的个体时序任务，再融合所述加权切换系统，最后机器人个体计算任务执行计划。

根据本申请实施例的第三方面，提供一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如第一方面中任一所述机器人时序任务规划方法的步骤。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：