(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210396825.4 (22)申请日 2022.04.15 (71)申请人 中国科学技术大学先进技术研究院 地址 230088 安徽省合肥市蜀山区望江西 路800号 (72)发明人 李智军　代微　李国欣　 (74)专利代理 机构 上海段和段律师事务所 31334 专利代理师 梁勤伟 (51)Int.Cl. G06F 9/48(2006.01) G06F 9/50(2006.01) G06F 9/52(2006.01) (54)发明名称 基于多级反馈队列的异构多机器人任务调 度方法及系统 (57)摘要 本发明提供了一种基于多级反馈队列的异 构多机器人任务调度方法及系统， 包括： 构建分 布式协调框架， 并基于构建的分布式协调框架实 现多级反馈队列以及机器人系统之间的信息同 步； 将多级反馈队列状态表划分为多个执行任务 优先等级并进行任务状态区分， 根据执行情况动 态的改变任务等级和任务状态； 根据多级反馈队 列状态表给异构多机器人调度任务， 并根据机器 人执行情况动态改变机器人状态信息。 本发明解 决了在任务时间相差大， 任务繁杂且密集的条件 下实现异构多机器人合理调度任务的问题， 并通 过多级反馈队列方法减少了异构多机器人在任 务分配不合理， 某项任务所需资源太多等问题， 提高了在复杂任务场景下对机器人群的合理分 配与规划能力。 权利要求书2页 说明书8页 附图2页 CN 114691340 A 2022.07.01 CN 114691340 A 1.一种基于多 级反馈队列的异构多机器人任务调度方法， 其特 征在于， 包括： 步骤S1： 构建分布式协调框架， 并基于构建的分布式协调框架实现多级反馈队列以及 机器人系统之间的信息同步； 步骤S2： 将多级反馈队列划分为多个执行任务优先等级并进行任务状态区分， 根据执 行情况动态的改变任务 等级和任务状态； 步骤S3： 根据多级反馈队列给异构多机器人调度任务， 并根据机器人执行情况动态改 变机器人状态信息 。 2.根据权利要求1所述的基于多级反馈队列的异构多机器人任务调度方法， 其特征在 于， 所述步骤S1采用： 基于 zookeeper构建 分布式协调框架。 3.根据权利要求1所述的基于多级反馈队列的异构多机器人任务调度方法， 其特征在 于， 每个优先等级队列规定的任务执行时间不同， 优先级越低执行的时间越长； 若在 优先级 指定时间内未完成任务则把未完成的任务状态设置为未完成， 并使当前任务的优先级加1 增加到下一级队列中， 并修改相应机器人状态为空闲； 若在优先级指定时间内完成任务则 将完成的任务添加到Q0级队列中， 并将状态修改为执行完成， 相应的机器人状态更改为空 闲。 4.根据权利要求1所述的基于多级反馈队列的异构多机器人任务调度方法， 其特征在 于， 所述步骤S2采用： 每一个要 执行的任务 都需要添加在多级反馈队列任务列表中， 初始时 任务的优先级为 Q1， 任务状态为未 执行， 随机分配任务标识， 机器人 标识号为000。 5.根据权利要求1所述的基于多级反馈队列的异构多机器人任务调度方法， 其特征在 于， 所述步骤S3采用： 步骤S3.1： 移动机器人为空闲状态并且需要接受任务时， 机器人操作系 统向分布式协 调框架发出搜索请求， 分布式协调框架收到搜索请求后准许机器人系统进入优先级为Q 1的 任务多级反馈列 表搜索与对应机器人匹配的任务类型且任务状态为未完成的任务执行； 当 在优先级在Q1的队列中搜索不 成功则搜索优先级为Q2且状态为未完成的任务执行， 以此类 推直至搜索成功； 步骤S3.2： 搜索成功后修改当前移动机器人的状态为工作并标注任务标识号、 任务优 先级、 任务类型， 修改当前任务的状态信息为正在执行并标注在机器人标识 号， 修改完成后 将修改后的对列表通过分布式协调框架分布信息并同步至其 他机器人系统； 步骤S3.3： 在执行任务的过程中， 机器人系 统循环检查高优先级队列是否有新任务到 达， 当有新任务到达时， 则随机选择正在运动的机器人， 将未完成的任务放回队列的队尾， 机器人处 理高优先级的任务。 6.根据权利要求1所述的基于多级反馈队列的异构多机器人任务调度方法， 其特征在 于， 将未完成的任务放回队列的队尾时， 当再度运行到 当前队列的未完成的任务时， 则分配 该任务的未完成的时间片。 7.根据权利要求1所述的基于多级反馈队列的异构多机器人任务调度方法， 其特征在 于， 所述机器人状态信息包括： 机器人标识、 机器人类型、 机器人状态、 任务标识以及 任务优 先级； 所述多级反馈队列表任务信息包括任务标识、 任务优先级、 任务类型、 任务状态以及机 器人标识。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114691340 A 28.根据权利要求1所述的基于多级反馈队列的异构多机器人任务调度方法， 其特征在 于， 任务管 理、 分配、 回收由机器人系统处理， 机器人间的信息同步， 修改列 表的原子操作通 过分布式协调框架的选举和分布式独享锁 功能实现。 9.一种基于多 级反馈队列的异构多机器人任务调度系统， 其特 征在于， 包括： 模块M1： 构建分布式协调框架， 并基于构建的分布式协调框架实现多级反馈队列以及 机器人系统之间的信息同步； 模块M2： 将多级反馈队列划分为多个执行任务优先等级并进行任务状态区分， 根据执 行情况动态的改变任务 等级和任务状态； 模块M3： 根据多级反馈队列给异构多机器人调度任务， 并根据机器人执行情况动态改 变机器人状态信息 。 10.根据权利要求9所述的基于多级反馈队列的异构多机器人任务调度系统， 其特征在 于， 所述模块M1采用： 基于 zookeeper构建 分布式协调框架； 每个优先等级队列规定的任务执行时间不同， 优先级越低执行的时间越长； 若在优先 级指定时间内未完成任务则把未完成的任务状态设置为未完成， 并使当前任务的优先级加 1增加到下一级队列中， 并修改相应机器人状态 为空闲； 若在 优先级指定时间内完成任务则 将完成的任务添加到Q0级队列中， 并将状态修改为执行完成， 相应的机器人状态更改为空 闲； 所述模块M2采用： 每一个要执行的任务都需要添加在多级反馈队列任务列表中， 初始 时任务的优先级为 Q1， 任务状态为未 执行， 随机分配任务标识， 机器人 标识号为000； 所述模块M 3采用： 模块M3.1： 移动机器人为空闲状态并且需要接受任务时， 机器人操作系 统向分布式协 调框架发出搜索请求， 分布式协调框架收到搜索请求后准许机器人系统进入优先级为Q 1的 任务多级反馈列 表搜索与对应机器人匹配的任务类型且任务状态为未完成的任务执行； 当 在优先级在Q1的队列中搜索不 成功则搜索优先级为Q2且状态为未完成的任务执行， 以此类 推直至搜索成功； 模块M3.2： 搜索成功后修改当前移动机器人的状态为工作并标注任务标识号、 任务优 先级、 任务类型， 修改当前任务的状态信息为正在执行并标注在机器人标识 号， 修改完成后 将修改后的对列表通过分布式协调框架分布信息并同步至其 他机器人系统； 模块M3.3： 在执行任务的过程中， 机器人系 统循环检查高优先级队列是否有新任务到 达， 当有新任务到达时， 则随机选择正在运动的机器人， 把任务放回原队列的队尾， 机器人 处理高优先级的任务； 将未完成的任务放回队列的队尾时， 当再度运行到当前队列的未完 成的任务时， 则分配该任务的未完成的时间片。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114691340 A 3