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专利号: 2019109793529
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多AGV防碰撞协同路径规划方法,其特征在于,包括:步骤1,根据仓库的实际情况,建立栅格地图,区分出AGV可行路径与货架;

步骤2,对地图、AGV进行初始化,解除上一任务对地图中各节点以及AGV的占用情况;

步骤3,对接下来的拣选任务进行检索并分配,遍历所有的任务和AGV,按照分配规则将任务分配给对应的AGV;

步骤4,给收到任务的AGV规划行驶路线;

步骤5,中央服务器将规划好的AGV行驶路线分别分配给对应的AGV进行执行;

步骤6,各AGV按照规定路线进行行驶;

步骤7,中央服务器对所有AGV进行实时监控,以一个步长时间为监控单位,检测各AGV的实时位置是否正常,对于位置异常的AGV进行实时的在线调整;

步骤8,AGV完成一个任务后,检索该AGV的任务列表,如果不为空,则继续完成接下来的任务,否则自动行驶到指定区域进行充电操作。

2.根据权利要求1所述多AGV防碰撞协同路径规划方法,其特征在于,步骤3中,所述任务分配分为两种情况:一种为单程作业模式,即AGV一次只执行一个存货或者送货的任务;

另一种为复合作业模式,即AGV一次执行一组存货和取货的操作。

3.根据权利要求1所述多AGV防碰撞协同路径规划方法,其特征在于,步骤3中,所述分配规则为:(1)、AGV任务列表的长度,优先将任务分配给空闲AGV,其次是任务列表中任务最少的AGV;

(2)、AGV距离任务的远近,在进行任务分配时,优先分配给距离最近的AGV,提高响应速度;

(3)、复合作业的行程距离,在进行任务分配时,综合考虑一组存取任务之间的行程距离,综合距离越近,越优先被分配任务;

(4)、AGV的电量,任务分配时,要保证AGV的电量足以完成此次任务,并且有一定的电量可以行驶到充电区。

4.根据权利要求1所述多AGV防碰撞协同路径规划方法,其特征在于,步骤4中,所述给收到任务的AGV规划行驶路线,包括:步骤4.1,根据任务的优先级进行AGV路径的规划,任务优先级越高的AGV,优先被规划路径,同时,该AGV在路上拥有更高的优先通过某个节点的权力,即为当两台AGV可能同时经过某个节点时,为防止碰撞,优先级高的AGV优先通过,优先级低的选择等待或者重新规划路径;

步骤4.2,给AGV进行线下路径规划;

步骤4.3,执行步骤4.2若干次,直到每辆AGV都完成路径规划;

步骤4.4,对所有AGV路径之间的干扰碰撞情况进行分析并调整部分AGV的行驶路线。

5.根据权利要求4所述多AGV防碰撞协同路径规划方法,其特征在于,步骤4.1中,所述任务的优先级的判定方法有两种:一种为工作人员根据订单的重要程度,人为的进行优先级的规定;

另一种为工作人员根据订单的到达时间进行规定,时间越早,优先级越高。

6.根据权利要求4所述多AGV防碰撞协同路径规划方法,其特征在于,步骤4.2中,所述给AGV进行线下路径规划,包括:步骤4.2.1,AGV所要到的终点即为目标栅格,计算每一个栅格到目标栅格的距离,该距离用曼哈顿距离表示,其中障碍物栅格到目标栅格的距离为无穷大,即不能到达,具体表达式为:Di=d(i,goal)+∑α  (1)

其中Di表示栅格i的代价函数;d(i,goal)表示栅格i到目标栅格goal的曼哈顿距离;α表示加权值,经过该栅格的AGV越多,其值越大;

步骤4.2.2,AGV在起始节点四周选择距离目标栅格代价函数最小的一个栅格作为下一步的前进栅格,并存储在route中,如果两个栅格距离目标栅格的距离一样,则随机选择其中一个栅格;

步骤4.2.3,重复执行步骤4.2.2,直到该辆AGV最后到达目标栅格;

步骤4.2.4,重复执行步骤4.2.1-4.2.3共num次,生成num个结果,根据公式length(route)计算每个路径的长度,从num个AGV运行路径中选择出长度最短的路径,然后在最短的路径中选择一条转弯次数最少的AGV路径,作为该AGV的行驶路径,其中判断AGV是否转弯的公式为:turn_num=∑t  (3);

式中,t表示AGV是否转弯,如果转弯,其值为1,否则为0;route(i,1)表示路线route第i个坐标的横坐标;route(i,2)表示路线route第i个坐标的纵坐标;turn_num表示该条AGV路线的总转弯次数;

步骤4.2.5,对已经有AGV走过的路径进行加权处理,每个AGV已经走过的栅格初始值增加α,其中,对AGV行驶过的路径加权处理可以让多台AGV在进行路线规划的过程中,减少路线互相重合、冲突的可能性,更有利于后期的规划。

7.根据权利要求4所述多AGV防碰撞协同路径规划方法,其特征在于,步骤4.4中,所述调整部分AGV的行驶路线,包括:步骤4.4.1,保证优先级最高的AGV路线不动,比较优先级第二的AGV路线与其是否有冲突碰撞的节点,针对冲突类型,采取不同的避让策略;

步骤4.4.2,按照步骤4.4.1的方法,依次对所有AGV按照优先级高低进行路径的冲突判断与优化,直至所有AGV规划完毕,并且互相之间没有冲突为止。

8.根据权利要求7所述多AGV防碰撞协同路径规划方法,其特征在于,步骤4.4.1中,所述冲突类型,包括:交通节点冲突、相向冲突和赶超冲突。

9.根据权利要求7所述多AGV防碰撞协同路径规划方法,其特征在于,步骤4.4.1中,所述避让策略包括:交通节点冲突的避让策略、相向冲突的避让策略和赶超冲突的避让策略。

10.根据权利要求1所述多AGV防碰撞协同路径规划方法,其特征在于,步骤7中,所述位置异常的AGV分为两种:一种是速度过快造成的异常,AGV相对于规划位置提前了,此时,只要降低该AGV的速度或者令其等待一段时间即可;

另一种是速度过慢造成的异常,AGV相对于规划位置落后,此时,加快该AGV的速度,使它在下一步长的时候能回到计划位置。