本發(fā)明涉及一種異構(gòu)物流機(jī)器人集成操作系統(tǒng)及其方法，更具體地，涉及一種通過控制工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中使用的異構(gòu)agv/amr的交通來支持最佳(順暢)路線操作的異構(gòu)物流機(jī)器人集成操作系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)：

1、一般而言，基于智能工廠系統(tǒng)的車輛制造廠將自動(dòng)化生產(chǎn)線過程模塊化，以組裝不同部件的各種零件并確保各過程零件(包括產(chǎn)品等)的靈活運(yùn)輸，操作異構(gòu)物流機(jī)器人。在自動(dòng)化過程中，操作過程中零件供應(yīng)的任何中斷都可能導(dǎo)致生產(chǎn)線停工并影響生產(chǎn)效率。因此，通過物流機(jī)器人的順暢操作確保零件的及時(shí)準(zhǔn)確供應(yīng)至關(guān)重要。

2、另一方面，包括來自不同制造商的自動(dòng)導(dǎo)引車(agv)和自主移動(dòng)機(jī)器人(amr)的異構(gòu)物流機(jī)器人被部署進(jìn)行操作，并根據(jù)制造商和型號(hào)通過單獨(dú)的本地系統(tǒng)進(jìn)行管理。

3、但是，當(dāng)agv和amr在工廠的有限空間內(nèi)同時(shí)操作時(shí)，由于運(yùn)輸路線重疊，不可避免地會(huì)出現(xiàn)交通區(qū)域，在這些交通區(qū)域中，不同制造商(型號(hào))或用途的agv和amr無法相互通信，從而無法進(jìn)行交通控制。

4、另外，單獨(dú)操作異構(gòu)物流機(jī)器人的不同系統(tǒng)之間缺乏互連手段，可能會(huì)在不同路線重疊的區(qū)段，例如交匯點(diǎn)，導(dǎo)致碰撞事故，并且可能因交通量增加而導(dǎo)致零件供應(yīng)延遲。

5、另外，增加物流機(jī)器人的數(shù)量以確保零件供應(yīng)順暢存在成本增加的缺點(diǎn)，并且在有限的空間內(nèi)，物流機(jī)器人的擁堵(密度)增加會(huì)進(jìn)一步加劇交通問題。

6、因此，需要一種解決方案，通過交通控制和異構(gòu)物流機(jī)器人的有效操作來提高物流機(jī)器人的操作效率(周轉(zhuǎn)率)。

7、本背景技術(shù)部分中描述的事項(xiàng)是為了增強(qiáng)對(duì)本發(fā)明背景的理解而提供的，并且可能包括不是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的方面。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、技術(shù)問題

2、本發(fā)明的實(shí)施例旨在提供一種異構(gòu)物流機(jī)器人集成操作系統(tǒng)及其方法，該系統(tǒng)和方法集中集成和控制生產(chǎn)工廠內(nèi)操作的來自不同廠商的異構(gòu)物流機(jī)器人，識(shí)別處于交通區(qū)域或重疊路線的物流機(jī)器人，并通過按照優(yōu)先級(jí)條件依次調(diào)度物流機(jī)器人執(zhí)行交通控制。

3、本發(fā)明的另一目的是提供一種異構(gòu)物流機(jī)器人集成操作系統(tǒng)及其方法，該系統(tǒng)和方法通過集中監(jiān)控不同異構(gòu)物流機(jī)器人的操作狀態(tài)，并在運(yùn)輸路線上發(fā)生事件時(shí)通過繞行路線控制這些物流機(jī)器人，提高了物流機(jī)器人的操作效率。

4、技術(shù)方案

5、根據(jù)示例性實(shí)施例，提供了一種異構(gòu)物流機(jī)器人集成操作系統(tǒng)，包括：被構(gòu)造為在生產(chǎn)工廠中運(yùn)輸物流的第一物流機(jī)器人和被構(gòu)造為與第一物流機(jī)器人不同的型號(hào)的第二物流機(jī)器人；被配置為控制第一物流機(jī)器人的操作狀態(tài)的第一局部控制系統(tǒng)和被配置為控制第二物流機(jī)器人的操作狀態(tài)的第二局部控制系統(tǒng)；集成控制系統(tǒng)，被配置為收集第一物流機(jī)器人和第二物流機(jī)器人的位置信息，并基于位置信息監(jiān)控第一物流機(jī)器人和第二物流機(jī)器人是否同時(shí)位于預(yù)設(shè)的交通區(qū)域內(nèi)；其中，當(dāng)?shù)谝晃锪鳈C(jī)器人和第二物流機(jī)器人同時(shí)位于交通區(qū)域內(nèi)時(shí)，集成控制系統(tǒng)和局部控制系統(tǒng)中的至少一個(gè)被配置為執(zhí)行交通控制，使物流機(jī)器人停止或減速，然后根據(jù)預(yù)定的優(yōu)先級(jí)條件依次操作。

6、集成控制系統(tǒng)可以被配置為通過跟蹤物流機(jī)器人的運(yùn)輸路線、識(shí)別并停止重疊路線中存在的多個(gè)物流機(jī)器人以及根據(jù)預(yù)定的優(yōu)先級(jí)條件依次調(diào)度多個(gè)物流機(jī)器人，來執(zhí)行交通控制。

7、局部控制系統(tǒng)可以被配置為識(shí)別包括自動(dòng)導(dǎo)引車(agv)和自主移動(dòng)機(jī)器人(amr)的異構(gòu)物流機(jī)器人的位置信息并將位置信息發(fā)送到集成控制系統(tǒng)。

8、位置信息可以包括物流機(jī)器人id、工廠地圖(map)坐標(biāo)系中的當(dāng)前坐標(biāo)、移動(dòng)方向和速度。

9、集成控制系統(tǒng)可以包括：任務(wù)管理單元，被配置為根據(jù)物流的類型基于物流順序信息選擇運(yùn)輸所需的至少一個(gè)物流機(jī)器人并確定出發(fā)點(diǎn)和目的地；交通區(qū)域設(shè)置單元，被配置為在物流機(jī)器人的運(yùn)輸路線重疊的交匯點(diǎn)針對(duì)基于優(yōu)先級(jí)的交通控制設(shè)置交通區(qū)域；監(jiān)控單元，被配置為通過局部控制系統(tǒng)收集物流機(jī)器人的位置信息并監(jiān)控交通發(fā)生情況；數(shù)據(jù)庫(kù)(db)，被配置為存儲(chǔ)異構(gòu)物流機(jī)器人的集成操作的至少一個(gè)程序和數(shù)據(jù)；以及控制單元，被配置為檢查已進(jìn)入交通區(qū)域的物流機(jī)器人的當(dāng)前位置信息，并通過局部控制系統(tǒng)根據(jù)與交通區(qū)域相對(duì)應(yīng)的區(qū)段控制物流機(jī)器人減速或暫時(shí)停止。

10、交通區(qū)域設(shè)置單元可以被配置為通過交通控制設(shè)置界面提供工廠設(shè)計(jì)圖(cad)，并且通過利用各種形狀在發(fā)生交通的區(qū)段設(shè)置交通區(qū)域。

11、交通區(qū)域可以在用戶指定(draw)的區(qū)段中設(shè)置，或通過檢測(cè)設(shè)計(jì)圖上的多條路線重疊的交通坐標(biāo)自動(dòng)設(shè)置。

12、交通區(qū)域可以包括警戒區(qū)段、警告區(qū)段和待命區(qū)段，每個(gè)區(qū)段基于以交通坐標(biāo)為中心的基于風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)具有不同形狀大小，并且可以被配置為根據(jù)與物流機(jī)器人的位置信息相對(duì)應(yīng)的區(qū)段執(zhí)行減速或停止控制。

13、交通區(qū)域設(shè)置單元可以被配置為通過交通控制設(shè)置界面設(shè)置交通控制的優(yōu)先級(jí)條件，該優(yōu)先級(jí)條件用于依次調(diào)度在進(jìn)入交通區(qū)域或重疊路線后已停止的物流機(jī)器人。

14、優(yōu)先級(jí)條件可以包括以下中的至少一項(xiàng)：物流機(jī)器人剩余電量較低的順序、物流機(jī)器人到目的地剩余距離較短的順序、物流機(jī)器人過程優(yōu)先級(jí)較高的順序、物流機(jī)器人到目的地剩余距離較長(zhǎng)的順序、物流機(jī)器人供給優(yōu)先級(jí)較高的順序、物流機(jī)器人檢索優(yōu)先級(jí)較高的順序、不同型號(hào)(agv/amr)之間的優(yōu)先級(jí)較高的順序以及過程單元(cell)之間的優(yōu)先級(jí)較高的順序。

15、優(yōu)先級(jí)條件可以具有應(yīng)用于每個(gè)項(xiàng)目的相對(duì)優(yōu)先級(jí)權(quán)重值，并且權(quán)重值可以根據(jù)生產(chǎn)工廠中的工作計(jì)劃和物流機(jī)器人的操作狀態(tài)進(jìn)行可變地調(diào)整。

16、控制單元可以被配置為通過監(jiān)控單元跟蹤物流機(jī)器人的位置，檢測(cè)進(jìn)入交通區(qū)域，并通過與物流機(jī)器人的型號(hào)相對(duì)應(yīng)的局部控制系統(tǒng)發(fā)送減速或停止命令。

17、控制單元可以被配置為基于優(yōu)先級(jí)條件確定交通區(qū)域中存在的多個(gè)物流機(jī)器人的優(yōu)先級(jí)，并控制多個(gè)物流機(jī)器人的順序調(diào)度或移動(dòng)。

18、控制單元可以被配置為通過監(jiān)控單元在距離物流機(jī)器人的外緣預(yù)定距離處生成虛擬機(jī)器人區(qū)域，以確保安全距離，并在虛擬機(jī)器人區(qū)域相互重疊時(shí)控制物流機(jī)器人停止。

19、控制單元可以被配置為當(dāng)檢測(cè)到物流機(jī)器人前方的障礙物情況、擁堵情況或車道特定擁堵中的至少一種時(shí)，基于監(jiān)控通過集成路線設(shè)置單元重新生成并發(fā)送繞行路線。

20、根據(jù)示例性實(shí)施例，提供了一種異構(gòu)物流機(jī)器人的集成操作方法，其中集成控制系統(tǒng)可以操作不同型號(hào)的異構(gòu)物流機(jī)器人，該方法包括：在生產(chǎn)工廠中運(yùn)輸路線重疊的區(qū)段中設(shè)置交通區(qū)域，并為已進(jìn)入該交通區(qū)域的物流機(jī)器人的交通控制設(shè)置優(yōu)先級(jí)條件；通過第一局部控制系統(tǒng)確定第一物流機(jī)器人進(jìn)行物流運(yùn)輸?shù)某霭l(fā)點(diǎn)和目的地，并生成包括運(yùn)輸路線的任務(wù)分配信息，以操作第一物流機(jī)器人；從第一局部控制系統(tǒng)收集第一物流機(jī)器人的位置信息并監(jiān)控第一物流機(jī)器人的操作狀態(tài)；以及當(dāng)監(jiān)控檢測(cè)到第一物流機(jī)器人已進(jìn)入存在至少一個(gè)第二物流機(jī)器人的交通區(qū)域時(shí)，或者當(dāng)發(fā)生與第二物流機(jī)器人的路線重疊時(shí)，通過使第一物流機(jī)器人停止或減速來執(zhí)行交通控制，然后根據(jù)預(yù)定的優(yōu)先級(jí)條件依次操作。

21、執(zhí)行交通控制可以包括：基于優(yōu)先級(jí)條件確定高優(yōu)先級(jí)物流機(jī)器人和低優(yōu)先級(jí)物流機(jī)器人，該優(yōu)先級(jí)條件包括以下中的至少一項(xiàng)：物流機(jī)器人剩余電量較低的順序、物流機(jī)器人到目的地剩余距離較短的順序、物流機(jī)器人過程優(yōu)先級(jí)較高的順序、物流機(jī)器人到目的地剩余距離較長(zhǎng)的順序、物流機(jī)器人供給優(yōu)先級(jí)較高的順序、物流機(jī)器人檢索優(yōu)先級(jí)較高的順序、不同型號(hào)(agv/amr)之間的優(yōu)先級(jí)較高的順序和過程單元(cell)之間的優(yōu)先級(jí)較高的順序；以及首先調(diào)度高優(yōu)先級(jí)物流機(jī)器人并使低優(yōu)先級(jí)物流機(jī)器人保持待命。

22、執(zhí)行交通控制可以包括：當(dāng)與第二物流機(jī)器人發(fā)生路線重疊時(shí)，通過第一局部控制系統(tǒng)和第二局部控制系統(tǒng)使第一物流機(jī)器人和第二物流機(jī)器人減速和停止；以及在使低優(yōu)先級(jí)物流機(jī)器人保持待命的情況下，首先基于優(yōu)先級(jí)條件調(diào)度第一物流機(jī)器人或第二物流機(jī)器人。

23、執(zhí)行交通控制可以進(jìn)一步包括：通過監(jiān)控檢測(cè)第一物流機(jī)器人的運(yùn)輸路線上是否發(fā)生障礙物或擁堵事件；以及通過任務(wù)管理單元或第一局部控制系統(tǒng)重新生成繞行路線并發(fā)送到第一物流機(jī)器人。

24、重新生成繞行路線可以包括以下中的至少一項(xiàng)：取消使用已發(fā)生事件的第一車道(lane#1)的現(xiàn)有運(yùn)輸路線，并使用第二車道(lane#2)重新生成繞行路線；以及比較現(xiàn)有運(yùn)輸路線中的第一車道(lane#1)和繞行路線中的第二車道(lane#2)的占用率，并重新設(shè)置路線以使用占用率較低的第二車道(lane#2)。

25、有益效果

26、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，通過在生產(chǎn)工廠中實(shí)施的集成控制系統(tǒng)集成和操作不同制造商或型號(hào)的異構(gòu)物流機(jī)器人，可以在不需要額外部件的情況下實(shí)現(xiàn)無法相互通信的物流機(jī)器人之間的交通控制。

27、另外，通過異構(gòu)局部控制系統(tǒng)監(jiān)控每個(gè)異構(gòu)物流機(jī)器人的操作狀態(tài)，并識(shí)別進(jìn)入固定交通區(qū)域，例如交匯點(diǎn)，或重疊路線的物流機(jī)器人，可以執(zhí)行基于優(yōu)先級(jí)的交通控制，從而確保物流的順暢供應(yīng)。

28、此外，通過實(shí)時(shí)檢測(cè)物流機(jī)器人運(yùn)輸路線上的障礙物事件或擁堵情況，并控制物流機(jī)器人快速沿繞行路線移動(dòng)以避開此類情況，可以使物流機(jī)器人的周轉(zhuǎn)率最大化，從而降低額外的部署成本，并以最少的物流機(jī)器人數(shù)量實(shí)現(xiàn)最大的操作效率。