本发明属于物流技术领域，涉及一种直线往复式双rgv任务调度系统及调度算法。
背景技术：
rgv是(railguidedvehicle)的缩写，意即“有轨制导车辆”。rgv在自动化工业系统中普遍使用，有一轨一车，一轨双车，一车单工位，一车双工位，一车多工位等多种应用形式。目前rgv调度系统不管采用的中央控制系统还是集群控制系统，虽然有前人研究过路径规划算法，但大部分都基于图论的路径规划，同轨多车的路径规划相对较少；而且在同轨rgv任务调度系统里，路径规划是一个基本组成部分，任务如何管理，任务最优分配才是重要部分；目前在同轨多rgv任务调度管理领域，很少有人涉及。
技术实现要素：
本发明旨在提供一种直线往复式双rgv任务调度系统及调度算法，用于在rgv调度过程中实现最优调度，最大限度提高rgv执行效率。
本发明的技术方案：
直线往复式双rgv任务调度系统，包括客户端、plc控制系统、条码定位系统以及多台rgv小车；所述的客户端为商业工控机，是指通过运行调度算法和路径规划算法调度rgv，通过调度算法获取同轨可执行小车的最优组合任务，发送相应指令给对应的rgv；所述的plc控制系统连接rgv和客户端，接收客户端发送的指令，使小车动作；每辆rgv小车装有传感装置，用于检测周围的环境；所述的条码定位系统包括条码、条码识别器，条码定位系统用于实时定位rgv小车当前的坐标；所述的rgv小车都装有plc模块，用于检测小车周围环境的传感装置以及用于rgv与中央控制系统通信的通信单元；所述的rgv小车，每台rgv小车装有传感装置，这些模块用于将rgv自身的信息包括rgv小车当前的坐标、运动状态、运动步骤、ip地址通过plc采集到客户端。
rgv小车的运动状态包括运动方向和小车调度状态；任务运行步骤是指小车完成一次任务所需经过的关键节点，包括初始阶段，去取料，正在取料，去送料，正在下料，任务完成；
直线往复式双rgv任务调度算法，包括以下步骤：
步骤1：每个rgv小车实时监控反馈自身的坐标，任务运行步骤，设备运行状态给客户端；
步骤2：客户端获取到整厂区域的所有的小车信息，按车区域分组，得到所有可执行任务的小车；
步骤3：根据小车区域生成该区域所有的任务；
步骤4：根据各小车区域的小车任务依次为该区域的可执行小车分配可执行的任务，形成每个可执行小车的任务队列；可执行规则包括该小车是否可达，该小车执行后是否需要二次搬运；
步骤5：为小车区域内的可执行小车的任务队列进行组合，再根据任务执行级别挑选最优组合；任务执行级别是指任务本身优先级（产品对应等待时间，空满程度等）和任务外部优先级（包括所在通道类型，通道距离等）的权重加值；
步骤6：得到最优任务组合发送给对应小车执行。
所述步骤5中，挑选最优组合规则：
1）各执行小车的任务按任务执行级别排序，按任务类型进行组合分类；
2）对各组合分类按高到低的次序进行查找，找到某一个组合分类内最高执行级别的任务组合为止；
3）如果为相同执行级别的任务组合，则判断这些组合里面执行路径冲突程度最少的任务组合。
冲突程度计算步骤：
1）获取到组合的两个任务的起始点和目标点位置；
2）根据任务的待执行小车的左右位置，任务的起始点位置，目标点位置得到该任务的运行区间；
3）计算出重合区域的面积。
本发明的优点：本算法是一种集成多种基本算法的应用算法，包括最优路径规划，权重法，区域自治，区域平衡，排序组合等；本算法基于多种基本的rgv策略而成，包括基于多rgv协同作业的策略，基于优先级的rgv任务调度策略等；本算法结合工业实际，创造发明新的rgv策略，包括基于实时动态数据产生任务策略，提高任务的科学性和合理性；基于同轨可执行小车的任务组合策略，使同轨多小车协同执行任务，最大限度的减少冲突，提高响应效率；本发明用于工业自动化系统中，每个rgv小车信息统一控制，对区域内的所有小车进行合理管理，科学分配任务，提高自动化效率；由于每个rgv小车都装有plc模块和导航装置的条码定位仪，能实时反馈每个小车的位置以及每个小车的状态和任务信息，提高系统实时性。
附图说明
图1为rgv任务调度系统的结构说明图。
图2为调度算法流程图。
图中：10-客户端，21-条码定位系统，20-plc控制系统，30-rgv小车，31-rgv小车内plc模块，32-rgv传感器检测装置，33-rgv内通信单元。
具体实施方式
以下实施例结合附图对本发明rgv避让控制系统及其方法作具体阐述。
如图1所示，rgv任务调度系统，包括服务端10，客户端21，plc采集系统20。服务端10为中央控制系统，负责对接plc系统，和客户端系统；客户端21为中央控制系统，用于运行调度算法和路径规划算法调度rgv，发送指令给对应的rgv；plc采集系统20用于连接客户端和rgv，接收客户端10指令，发送rgv30信息；每辆rgv30上都装有plc模块31，检测小车周围环境的传感装置32，以及用于rgv与中央控制系统通信的通信单元33。
系统运行时，plc采集系统20会实时监测小车rgv的位置信息，通过服务端10传至客户端21，客户端上运行的任务管理系统采集从服务端10传输过来的rgv30位置信息，每台rgv30上任务信息，每台rgv30的运行模式，运行步骤等信息，然后传入至rgv任务调度算法运行得出最优任务组合，给对应的rgv30发送相应的任务。
如图2所示，直线往复式双rgv任务调度系统的调度算法计算流程图执行过程如下：
步骤s2-1，获取所有未锁定的小车信息；小车信息包括小车当前坐标，小车运行状态，小车运行步骤等；
步骤s2-2，获取所有可执行任务的小车，以及小车所在的区域，轮循小车区域集合以及小车集合，得到每个小车区域对应的可执行小车集合；可执行任务小车是指小车处于远程调度模式，且处于空闲状态；
步骤s2-3，根据小车区域生成该区域内所有待执行的小车任务；
生成任务前提：
1）s2-3-1，产品检测无冲突才能生成任务；
2）s2-3-2，该产品不能分配的区域要排除；
3）s2-3-3，没有车可达的区域要排除；
4）s2-3-4，该产品对应目的地要为空；
步骤s2-4，根据每个区域可执行任务的小车，为每个任务找到可以执行的小车；s2-4-1可执行是指该车可以达到任务的起始点和目标点；
步骤s2-5，为每个区域内的每个小车分配所有可执行的任务，分配时按任务优先级别进行排序，得到每个小车的任务队列；s2-5-1任务优先级是指任务本身优先级（产品对应等待时间，空满程度等）和任务外部优先级（包括所在通道类型，通道距离等）的权重加值；
步骤s2-6，每个小车区域内所有小车任务集合进行两两组合；
步骤s2-7，根据组合后的任务队列集合按任务类型生成对应的任务队列子集合；任务类型是指：出库任务，专属任务，快速任务和普通任务；
步骤s2-8，依次轮循每个任务队列子集合，直到找到某个任务队列子集合中最高执行优先级的任务组合；
步骤s2-9，判断该找到的任务组合是否有多个组合，如是，则执行s2-11，如不是，则执行s2-10；
步骤s2-10，返回该任务组合，依次发送给对应小车的对应任务；
步骤s2-11，计算多个组合里面冲突程度，得到冲突程度最少的组合，执行步骤s2-10。
1.直线往复式双rgv任务调度系统，其特征在于：包括客户端、plc控制系统、条码定位系统以及多台rgv小车；所述的客户端为商业工控机，是指通过运行调度算法和路径规划算法调度rgv，通过调度算法获取同轨可执行小车的最优组合任务，发送相应指令给对应的rgv；所述的plc控制系统连接rgv和客户端，接收客户端发送的指令，使小车动作；每辆rgv小车装有传感装置，用于检测周围的环境；所述的条码定位系统包括条码、条码识别器，条码定位系统用于实时定位rgv小车当前的坐标；所述的rgv小车都装有plc模块，用于检测小车周围环境的传感装置以及用于rgv与中央控制系统通信的通信单元，这些模块用于将rgv自身的信息包括rgv小车当前的坐标、运动状态、运动步骤、ip地址通过plc采集到客户端；所述的rgv小车，每台rgv小车装有传感装置，将自身的信息包括rgv小车当前的坐标、运动状态、运动步骤、ip地址通过plc发送给客户端。
2.根据权利要求1所述的直线往复式双rgv任务调度系统的调度算法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：每个rgv小车实时监控反馈自身的坐标，任务运行步骤，设备运行状态给客户端；
步骤2：客户端获取到整厂区域的所有的小车信息，按车区域分组，得到所有可执行任务的小车；
步骤3：根据小车区域生成该区域所有的任务；
步骤4：根据各小车区域的小车任务依次为该区域的可执行小车分配可执行的任务，形成每个可执行小车的任务队列；可执行规则包括该小车是否可达，该小车执行后是否需要二次搬运；
步骤5：为小车区域内的可执行小车的任务队列进行组合，再根据任务执行级别挑选最优组合；任务执行级别是指任务本身优先级和任务外部优先级的权重加值；
步骤6：得到最优任务组合发送给对应小车执行。
3.根据权利要求2所述的直线往复式双rgv任务调度系统的调度算法，其特征在于步骤5中的优化组合规则：
1）各执行小车的任务按任务执行级别排序，按任务类型进行组合分类；
2）对各组合分类按高到低的次序进行查找，直到找到某一个组合分类内最高执行级别的任务组合为止；
3）如果为相同执行级别的任务组合，则判断这些组合里面执行路径冲突程度最少的任务组合；
冲突程度计算步骤：
获取到组合的两个任务的起始点和目标点位置；
根据任务的待执行小车的左右位置，任务的起始点位置，目标点位置得到该任务的运行区间；
3）计算出重合区域的面积。
技术总结