基于多级分配智能化多舱清洗机清洗调度算法

技术领域

本发明涉及医用清洗机的清洗调度技术领域，具体地说，涉及基于多级分配智能化多舱清洗机清洗调度算法。

背景技术

医用清洗机是用于清洗医疗器械的，医疗器械是指直接或者间接作用于人体的仪器、设备、器具以及其他类似或者相关的物品，在现有技术中能够重复利用的医疗器械通常需要进行充分的清洗、干燥、消毒杀菌后才能再次使用，清洗过程一般包括多个步骤，如初洗、酶洗、漂洗、干燥和消毒等，多个步骤依次进行。

申请人在先申请了一项公开号为CN112845303A、名称为“一种多舱医用清洗机”的中国发明专利，该医用清洗机通过将清洗舱、超声舱、消毒舱以及干燥舱集成在同一个机体上，从而实现一个清洗机中即可完成对医疗器械的清洗、消毒杀菌以及烘干作业，以提高医疗器械的清洗消毒效率。

清洗机在进行使用过程中，现有调度方式大多数采用人工进行清洗机状态监控，当清洗机完成清洗后，再运输待清洗消毒的医疗器械至空闲清洗机进行清洗，当遇到多组清洗机同时工作时，各个器械的清洗时长不同，仅靠人工进行调度，很容易出现空闲清洗机处于空转状态，导致清洗机工作效率大大降低，即使现有的调度方式尝试通过系统进行调度，但调度功能有限，无法满足不同品种或不同重量的医疗器械的清洗工作，只能采用统一标准进行冲洗步骤以及分配对应的清洗液，很容易浪费清洗资源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于多级分配智能化多舱清洗机清洗调度算法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，提供了一种基于多级分配智能化多舱清洗机清洗调度算法，包括如下步骤：

S1、构建AGV调度系统，通过AGV调度系统调度空闲机器人携带清洗物至空闲清洗机；

S2、通过后台监控，确定空闲清洗机以及空闲机器人；

S3、采用智能分配算法，调度分配最近距离的空闲机器人，携带清洗物移动至最近距离的空闲清洗机；

S4、构建清洗机清洗系统，通过清洗系统制定对应的清洗步骤，控制清洗机对清洗物进行分步清洗；

S5、通过图像分类识别算法对不同清洗物制定对应的清洗步骤；

S6、采用计量称重算法，对不同重物清洗物分配对应的清洗液；

S7、通过所述S2的后台监控，AGV调度系统调用空闲机器人对清洗完成的清洗物进行运出。

作为本技术方案的进一步改进，所述S1中构建AGV调度系统的构建方法包括如下步骤：

S1.1、配置各个机器人识别数据，并制定对应的指派数据；

S1.2、确定完空闲机器人后，系统识别该空闲机器人的识别数据，并发送对应的指派数据至该空闲机器人；

S1.3、根据指派的空闲机器人与选取的清洗机方位，规划空闲机器人行驶路线；

S1.4、指派的空闲机器人按照规划的行驶路线携带清洗物至选取的清洗机。

作为本技术方案的进一步改进，所述S2中空闲机器人确定方法包括如下步骤：

S2.1、根据完成任务的功能，选取对应识别数据的机器人，标记为待认证机器人；

S2.2、对各个待认证机器人进行图像监控，判断待认证机器人是否携带清洗物，对携带清洗物的待认证机器人进行剔除，剩余待认证机器人标记为预认证机器人；

S2.3、判断预认证机器人移动状态，剔除其中正在移动的预认证机器人，其余静止在原地的预认证机器人标记为空闲机器人。

作为本技术方案的进一步改进，所述S3中智能分配算法的公式如下：

式(1)中，S

S

式(2)中，S

式(3)中，

式(4)中，L

作为本技术方案的进一步改进，所述式(4)中各个空闲机器人到最近空闲清洗机的实际距离的比较采用冒泡算法，其算法公式如下：

式(5)中，L为各个空闲机器人到最近空闲清洗机的实际距离集合，

步骤一、将第一个数

步骤二、判断

步骤三、继续比较

步骤四、重复步骤一、步骤二以及步骤三n-1次，整个集合顺序发生调整，得到该集合中最大值，处于集合最后一位；

步骤五、重复步骤一、步骤二、步骤三以及步骤四，直至集合中各个值的大小顺序得到顺序调整，得到的集合即为由小至大顺序排列，处于该集合的第一个数即为目标数。

作为本技术方案的进一步改进，所述S4构建清洗机清洗系统包括搭配装/卸载模块、清洗模块、消毒模块以及干燥模块，所述装/卸载模块用于控制清洗机中的清洗架对清洗物进行装载与取出；所述清洗模块用于控制清洗机内的清洗器械对装载完成的清洗物进行清洗；所述消毒模块用于控制清洗机内的消毒器械对装载完成的清洗物进行消毒清洗；所述干燥模块用于控制清洗机内干燥器械对清洗完成的清洗物进行干燥处理。

作为本技术方案的进一步改进，所述S5中的图像分类识别算法包括如下步骤：

S5.1、监控点拍摄所要清洗的清洗物，得到清洗物图片信息；

S5.2、根据清洗物图片信息确定各类清洗物类型；

S5.3、提前补录各类清洗物类型，并对应制定清洗步骤，生成清洗数据库；

S5.4、根据所要清洗的清洗物判断类型，对比清洗数据库，选取对应的清洗步骤。

作为本技术方案的进一步改进，所述S6中计量称重算法如下所示：

G:[g

式(6)中，G为各个需要进行清洗的清洗物重量集合，g

式(7)中，k

作为本技术方案的进一步改进，所述S7中清洗物取出方法包括如下步骤：

S7.1、识别清洗完成的清洗机，标记为待处理清洗机；

S7.2、识别机器人对应的识别数据，将识别后的机器人标记为待取出机器人；

S7.3、对各个待取出机器人进行图像监控，选取其中的空闲机器人；

S7.4、计算各个的空闲机器人与待处理清洗机之间距离，并选取距离最短的空闲的机器人，标记为目标机器人。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

该基于多级分配智能化多舱清洗机清洗调度算法中，通过使用AGV调度系统和机器人大大节约了人力成本，多舱清洗机流水线的工作模式节约了清洗时间，解决了使用单舱清洗机需等待的时间，可有效保证清洗效果和干燥效果，通过智能分配算法，调度最近距离机器人携带清洗物至最近清洗机，进一步节约运输时间，提高清洗效率，通过图像分类识别算法对不同清洗物制定对应的清洗步骤，按清洗物类型进行合适步骤的清洗，同时通过计量称重算法对不同重物清洗物分配对应的清洗液，合理利用清洗液，减少不必要的资源浪费。

附图说明

图1为本发明的整体流程步骤图；

图2为本发明的构建AGV调度系统的构建方法流程步骤图；

图3为本发明的空闲机器人确定方法流程步骤图；

图4为本发明的图像分类识别算法流程步骤图；

图5为本发明的清洗物取出方法流程步骤图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图5所示，提供了基于多级分配智能化多舱清洗机清洗调度算法，包括如下步骤：

S1、构建AGV调度系统，通过AGV调度系统调度空闲机器人携带清洗物至空闲清洗机；

S2、通过后台监控，确定空闲清洗机以及空闲机器人；

S3、采用智能分配算法，调度分配最近距离的空闲机器人，携带清洗物移动至最近距离的空闲清洗机；

S4、构建清洗机清洗系统，通过清洗系统制定对应的清洗步骤，控制清洗机对清洗物进行分步清洗；

S5、通过图像分类识别算法对不同清洗物制定对应的清洗步骤；

S6、采用计量称重算法，对不同重物清洗物分配对应的清洗液；

S7、通过步骤S2的后台监控，AGV调度系统调用空闲机器人对清洗完成的清洗物进行运出。

具体使用时，首先，构建AGV调度系统，通过AGV调度系统调度空闲机器人携带清洗物至空闲清洗机，规划空闲机器人行驶路线，空闲机器人按照规划的行驶路线携带清洗物至空闲清洗机，随后通过后台监控，确定当前空闲清洗机以及空闲机器人，采用智能分配算法，确定各个空闲机器人与其距离最近的空闲清洗机之间距离，生成空闲间距，比对各个空闲间距，从中选取最小空闲间距，此时对最小空闲间距对应的空闲机器人进行标识，AGV调度系统发送指令至该空闲机器人，随后该空闲机器人携带清洗物至最近空闲清洗机，构建清洗机清洗系统，包括对清洗机的清洗物进行初洗、酶洗、漂洗、风干以及消毒等，通过图像分类识别算法对不同清洗物制定对应的清洗步骤，监控所存放的清洗物图像，判断清洗物所属类型，根据清洗物类型制定对应的清洗步骤，随后通过计量称重算法计算出所存放的清洗物重量，预存清洗物重量对应清洗液对比单，根据对比单选取所测清洗物重量对应的清洗酶液量，随后添加至清洗机进行清洗物清洗，清洗物清洗完成后，通过后台监控确定空闲机器人，并通过AGV调度系统调用清洗机器人对清洗完成的清洗物进行运出。

本发明通过使用AGV调度系统和机器人大大节约了人力成本，多舱清洗机流水线的工作模式节约了清洗时间，解决了使用单舱清洗机需等待的时间，可有效保证清洗效果和干燥效果，通过智能分配算法，调度最近距离机器人携带清洗物至最近清洗机，进一步节约运输时间，提高清洗效率，通过图像分类识别算法对不同清洗物制定对应的清洗步骤，按清洗物类型进行合适步骤的清洗，保证清洗效果同时，能够预防非必须的清洗步骤对清洗物造成的影响，同时通过计量称重算法对不同重物清洗物分配对应的清洗液，合理利用清洗液，减少不必要的资源浪费。

此外，S1中构建AGV调度系统的构建方法包括如下步骤：

S1.1、配置各个机器人识别数据，并制定对应的指派数据；

S1.2、确定完空闲机器人后，系统识别该空闲机器人的识别数据，并发送对应的指派数据至该空闲机器人；

S1.3、根据指派的空闲机器人与选取的清洗机方位，规划空闲机器人行驶路线；

S1.4、指派的空闲机器人按照规划的行驶路线携带清洗物至选取的清洗机。

具体使用时，首先配置各个机器人识别数据，用作识别各个机器人身份信息，将机器人分成旧清洗物搬运机器人以及新清洗物搬运机器人，旧清洗物搬运机器人：用于对未清洗的清洗物进行搬运，新清洗物搬运机器人：用于对清洗完成的清洗物进行搬运，同时系统制定各个识别数据对应的指派数据，当确定完空闲机器人(旧清洗物搬运机器人)后，系统识别该空闲机器人的识别数据，并发送对应的指派数据至该空闲机器人，通过指派数据控制机器人的启动、停止、行驶以及对清洗物的调控，同时根据指派的空闲机器人与选取的清洗机方位，规划空闲机器人行驶路线，指派的空闲机器人按照规划的行驶路线携带清洗物至选取的清洗机，实现对空闲机器人调控、分配以及路线规划功能。

进一步的，步骤S2中空闲机器人确定方法包括如下步骤：

S2.1、根据完成任务的功能，选取对应识别数据的机器人，标记为待认证机器人；

S2.2、对各个待认证机器人进行图像监控，判断待认证机器人是否携带清洗物，对携带清洗物的待认证机器人进行剔除，剩余待认证机器人标记为预认证机器人；

S2.3、判断预认证机器人移动状态，剔除其中正在移动的预认证机器人，其余静止在原地的预认证机器人标记为空闲机器人。

具体使用时，首先根据完成任务的功能，选取对应识别数据的机器人，标记为待认证机器人，例如：如果需要派送空闲机器人进行旧清洗物运输，则只需识别旧清洗物搬运机器人的识别数据，其余的空闲机器人无需判断，随后对各个待认证机器人进行图像监控，判断待认证机器人是否携带清洗物，对携带清洗物的待认证机器人进行剔除，剩余待认证机器人标记为预认证机器人，最后判断预认证机器人移动状态，剔除其中正在移动的预认证机器人，其余静止在原地的预认证机器人标记为空闲机器人，从而提高空闲机器人派送效率，同时根据完成任务的功能，提前对机器人类型进行区分，预防各类机器人出现派送混乱现象。

再进一步的，步骤S3中智能分配算法的公式如下：

式(1)中，S

S

式(2)中，S

式(3)中，

式(4)中，L

具体使用时，首先通过监控点对各个空闲机器人以及其最近空闲清洗机进行距离测算，这里采用的激光测距法，通过监控点投射激光至空闲机器人或者空闲清洗机投射点，随后记录监控点投射激光打到投射点反射回来至监控点所花费的时间T

具体的，式(4)中各个空闲机器人到最近空闲清洗机的实际距离的比较采用冒泡算法，其算法公式如下：

式(5)中，L为各个空闲机器人到最近空闲清洗机的实际距离集合，

步骤一、将第一个数

步骤二、判断

步骤三、继续比较

步骤四、重复步骤一、步骤二以及步骤三n-1次，整个集合顺序发生调整，得到该集合中最大值，处于集合最后一位；

步骤五、重复步骤一、步骤二、步骤三以及步骤四，直至集合中各个值的大小顺序得到顺序调整，得到的集合即为由小至大顺序排列，处于该集合的第一个数即为目标数。

此外，步骤S4构建清洗机清洗系统包括搭配装/卸载模块、清洗模块、消毒模块以及干燥模块，装/卸载模块用于控制清洗机中的清洗架对清洗物进行装载与取出；清洗模块用于控制清洗机内的清洗器械对装载完成的清洗物进行清洗；消毒模块用于控制清洗机内的消毒器械对装载完成的清洗物进行消毒清洗；干燥模块用于控制清洗机内干燥器械对清洗完成的清洗物进行干燥处理。具体使用时，首先通过装载模块控制将装有旧清洗物的清洗架传送至清洗器械内端，通过清洗模块控制清洗器械对装载完成的清洗物进行清洗处理，再次过程中，消毒模块控制清洗机内的消毒器械对装载完成的清洗物进行消毒清洗，清洗过程完成后，通过干燥模块控制清洗机内干燥器械对清洗完成的清洗物进行干燥处理，得到清洗完成的清洗物，随后由卸载模块控制清洗架取出清洗完成的清洗物。

进一步的，步骤S5中的图像分类识别算法包括如下步骤：

S5.1、监控点拍摄所要清洗的清洗物，得到清洗物图片信息；

S5.2、根据清洗物图片信息确定各类清洗物类型；

S5.3、提前补录各类清洗物类型，并对应制定清洗步骤，生成清洗数据库；

S5.4、根据所要清洗的清洗物判断类型，对比清洗数据库，选取对应的清洗步骤。

具体使用时，首先，通过监控点拍摄所要清洗的清洗物，得到清洗物图片信息，随后分析清洗物图片信息，判断出各类清洗物类型，提前补录各类清洗物类型，并对应制定清洗步骤，生成清洗数据库，随后根据判断结构，得出清洗物类型，并与清洗数据库进行比对，对比完成后，选取对应的清洗步骤，所要清洗的清洗物按照选取的清洗步骤进行清洗。

再进一步的，S6中计量称重算法如下所示：

G:[g

式(6)中，G为各个需要进行清洗的清洗物重量集合，g

式(7)中，k

此外，步骤S7中清洗物取出方法包括如下步骤：

S7.1、识别清洗完成的清洗机，标记为待处理清洗机；

S7.2、识别机器人对应的识别数据，将识别后的机器人标记为待取出机器人；

S7.3、对各个待取出机器人进行图像监控，选取其中的空闲机器人；

S7.4、计算各个的空闲机器人与待处理清洗机之间距离，并选取距离最短的空闲的机器人，标记为目标机器人。

具体使用时，首先，当清洗机完成清洗工作后，清洗机清洗系统识别出清洗完成的清洗机，并将其标记为待处理清洗机，同时识别机器人对应的识别数据，将识别后的机器人标记为待取出机器人，对各个待取出机器人进行图像监控，选取其中的空闲机器人(新清洗物搬运机器人)，随后计算各个的空闲机器人与待处理清洗机之间距离，并选取距离最短的空闲的机器人，标记为目标机器人，该目标机器人接收AGV调度系统调度，并为其制定配送路线，目标机器人按照配送路线运送清洗完成的清洗物。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。