一种基于动作流程率APR的双机器人自适应协同调度方法与流程

本申请属于于工业机器人协同控制，具体而言，涉及一种基于动作流程率apr的双机器人自适应协同调度方法。

背景技术：

1、在集装箱金属板材自动化生产搬运场景中，通常采用两台六轴工业机器人协同完成板材抓取、转运与堆垛作业，两台机器人的运动轨迹存在大量重叠区域，作业过程中极易产生空间干涉与碰撞风险。为保障设备运行安全，现有双机器人调度方案普遍采用固定优先级调度逻辑，预先设定单一机器人优先通行，另一机器人被动避让、等待，该传统调度模式存在诸多技术缺陷。

2、首先，固定优先级调度无法根据机器人实时作业进度动态调整避让主体，经常出现即将完成作业、即将释放干涉空间的机器人被迫停滞等待，造成大量无效节拍损耗，双机器人并行作业利用率低，整体生产效率受限。其次，传统避让方案采用固定降速系数完成避碰控制，无法根据作业阶段、冲突紧急程度、历史冲突工况自适应调整避让力度，存在作业末期过度降速、紧急冲突避让不足的问题，无法兼顾作业安全性与生产效率。

3、同时，现有调度系统无法量化机器人实时作业完成度，仅依靠固定轨迹与工位判断干涉状态，针对板材来料偏移、机器人变速运行带来的路径参数、预估时长偏差无法实时校正，导致作业进度判断失真、冲突预判精度下降。此外，传统方案仅针对单次冲突进行被动避让，缺乏冲突数据统计与路径自学习优化机制，对于重复路径规划不合理导致的高频冲突无法主动识别修正，长期运行稳定性差。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请的目的在于提供一种基于动作流程率apr的双机器人自适应协同调度方法，能够通过量化机器人动作流程率，结合多维度参数耦合计算动态避让灵敏度系数，实现冲突工况下差异化避让或绕行机制，有效提升双机器人并行作业效率与长期运行稳定性。

2、本申请实施例提供的一种基于动作流程率apr的双机器人自适应协同调度方法，所述方法包括以下步骤：

3、采集两台机器人实时运动状态，融合动作时间进度与剩余运动路径构建动作流程率apr，并配套采用校正机制对路径基准、预估动作时长进行修正处理；

4、基于两台机器人平均apr求解阶段感知项，结合预测冲突剩余时长计算冲突紧迫项，再根据本批次任务累计冲突次数求解历史经验修正项，将三项分量耦合得到动态避让灵敏度系数；

5、实时预判两台机器人是否存在运动空间冲突；无冲突时，两台机器人保持额定速度并行作业；存在冲突时，根据两台机器人各自apr判定避让主体并执行降速避让，或者满足预设触发条件时切换至绕行路径规划模式；

6、统计冲突次数，当累计冲突次数超出预设告警阈值时，推送路径优化提示。

7、在一些实施例中，单台机器人的apr计算公式为：

8、

9、其中，为机器人i当前动作已执行时长；为机器人i当前动作预估总时长；为机器人i末端至目标点位剩余路径长度；为当前动作总路径基准长度；为时间维度权重，为空间维度权重，且。

10、在一些实施例中，所述采用校正机制对路径基准、预估动作时长进行修正处理，包括以下步骤：

11、接收外部视觉设备输出的板材位置偏差量，对机器人单次搬运动作对应的总路径基准长度进行赋值更新；

12、当机器人变速运行触发速度降档系数变更时，实时迭代更新机器人单次搬运动作的预估总时长，公式为，其中，为机器人i额定运行速度，为机器人i当前速度降档系数。

13、在一些实施例中，通过如下公式计算动态避让灵敏度系数：

14、

15、

16、

17、

18、其中，、分别为灵敏度下限、上限；为冲突参考时间基准；为预测冲突剩余时长；为防除零极小常量；为历史冲突惩罚系数；为本批次累计冲突次数；为阶段感知项；为冲突紧迫项。

19、在一些实施例中，所述存在冲突时，根据两台机器人各自apr判定避让主体并执行降速避让，或者满足预设触发条件时切换至绕行路径规划模式，包括以下步骤：

20、apr高的机器人保持额定速度作业，apr低的机器人依据计算得到的动态避让灵敏度系数进行降速避让；

21、在两台机器人同步系数超过预设阈值且预测冲突剩余时长小于紧急冲突时间阈值时，切换至绕行路径规划模式。

22、在一些实施例中，所述紧急冲突时间阈值根据冲突参考时间基准设置；通过公式计算两台机器人同步系数，其中，为同步系数下限约束值。

23、在一些实施例中，所述统计冲突次数，包括以下步骤：

24、单批次板材全部搬运完成后，清空本次任务冲突统计数据。

25、在一些实施例中，还提供一种基于动作流程率apr的双机器人自适应协同调度装置，所述装置包括：

26、构建模块，用于采集两台机器人实时运动状态，融合动作时间进度与剩余运动路径构建动作流程率apr，并配套采用校正机制对路径基准、预估动作时长进行修正处理；

27、计算模块，用于基于两台机器人平均apr求解阶段感知项，结合预测冲突剩余时长计算冲突紧迫项，再根据本批次任务累计冲突次数求解历史经验修正项，将三项分量耦合得到动态避让灵敏度系数；

28、判定模块，用于实时预判两台机器人是否存在运动空间冲突；无冲突时，两台机器人保持额定速度并行作业；存在冲突时，根据两台机器人各自apr判定避让主体并执行降速避让，或者满足预设触发条件时切换至绕行路径规划模式；

29、统计模块，用于统计冲突次数，当累计冲突次数超出预设告警阈值时，推送路径优化提示。

30、在一些实施例中，还提供一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行上述任意一项所述的一种基于动作流程率apr的双机器人自适应协同调度方法的步骤。

31、在一些实施例中，还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述任意一项所述的一种基于动作流程率apr的双机器人自适应协同调度方法的步骤。

32、本申请所述的一种基于动作流程率apr的双机器人自适应协同调度方法，通过加权融合时间与路径维度构建可量化的机器人动作流程率apr，并依托作业进度阶段项、冲突紧迫项、历史冲突修正项三维耦合计算动态避让灵敏度系数，同时引入进度同步系数量化双机作业贴合度，根据冲突场景自适应择一执行apr择优降速避让或高同步紧急工况下的轨迹绕行策略，再通过冲突次数统计实现策略闭环修正与路径优化提示，既彻底解决了传统双机器人固定优先级避让方式效率僵化、无法根据实际作业进度动态分配通行权的缺陷，又通过系数上下限约束、防除零处理、路径与预估时长双重校正保障算法运行稳定性，在保障两台协作机器人空间运行安全、避免碰撞干涉的基础上，最大限度降低避让等待带来的产能损耗。

1.一种基于动作流程率apr的双机器人自适应协同调度方法，其特征在于，按照设定控制周期循环执行如下步骤：

2.根据权利要求1所述一种基于动作流程率apr的双机器人自适应协同调度方法，其特征在于，单台机器人的apr计算公式为：

3.根据权利要求2所述一种基于动作流程率apr的双机器人自适应协同调度方法，其特征在于，所述采用校正机制对路径基准、预估动作时长进行修正处理，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述一种基于动作流程率apr的双机器人自适应协同调度方法，其特征在于，通过如下公式计算动态避让灵敏度系数：

5.根据权利要求4所述一种基于动作流程率apr的双机器人自适应协同调度方法，其特征在于，所述存在冲突时，根据两台机器人各自apr判定避让主体并执行降速避让，或者满足预设触发条件时切换至绕行路径规划模式，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述一种基于动作流程率apr的双机器人自适应协同调度方法，其特征在于，所述紧急冲突时间阈值根据冲突参考时间基准设置；通过公式计算两台机器人同步系数，其中，为同步系数下限约束值。

7.根据权利要求6所述一种基于动作流程率apr的双机器人自适应协同调度方法，其特征在于，所述统计冲突次数，包括以下步骤：

8.一种基于动作流程率apr的双机器人自适应协同调度装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如权利要求1至7任意一项所述的一种基于动作流程率apr的双机器人自适应协同调度方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至7任意一项所述的一种基于动作流程率apr的双机器人自适应协同调度方法的步骤。