[发明专利]一种基于时间窗优化的AGV路径规划方法

说明书

本发明涉及一种基于时间窗优化的AGV路径规划方法，包括：在运输系统的地图中设定关键节点、出入站点信息，建立与车间实物相同运输线路的网格路径地图；在入站节点和目标位置之间建立AGV的入库路径；根据出站节点和入站节点，检测路径在空间规划上的可行性，规划及建立所有路径的时间窗模型M；在时间窗模型M中，将路径的运送时长作为路径优化的唯一评估参数，选择运送时长最短的路径为最优路径；将出库路径、最优路径与入库路径组合生成一条完整的运送路径，建立完整的路径时间窗模型，依次读取完整路径信息，完成AGV的调度管理。本发明实时调整时间窗模型，大大提高系统的工作效率；采用多路径时间窗规划方法，建立模型解决冲突问题。

技术领域

本发明涉及物流系统技术领域，尤其是一种基于时间窗优化的AGV路径规划方法。

背景技术

自动导引车AGV(Automated Guided Vichel)，是现代物流系统的关键设备之一，它涉及的技术与机器人相似，它的出现，改变了工业生产领域中以传统的刚性运输设备和人工劳作为主的局面，节约了生产成本，提高了运输效率。

在传统的AGV基础上，研究多智能自动导航车系统(Multi IntelligentAutomatic Guided Vehicle System，简称AGVs)的关键技术，为AGV的产业化打下坚实的基础。

时间窗是指在物流系统中为减少成本而规定在特点时间内完成特定任务，或者说企业在某个时间段对某个客户进行服务。在物流系统中，多个任务的同时进行会产生多个时间窗窗口。在物流系统中通道有限、任务量巨大、车辆的工作效率有上限、有限时间等条件下，同时进行不同任务，时间窗必然会发生交叉干涉，从而会发生时间窗冲突。所谓时间窗冲突是指在同一地点、同一时间上同时操作多个任务，在时间的维度上面任务交叉干涉，无法运行。

目前，对于解决时间窗冲突的方式大多采用停车等待策略，这样降低了AGV路径规划系统的工作效率。此外，物流系统中经常出现的多任务时间窗冲突，需要将多任务时间窗冲突问题转化为单时间窗问题，而对于多路径时间窗规划问题研究很少涉猎。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用多路径时间窗规划方法，通过建立时间窗模型来解决时间窗冲突的问题；根据实际AGV完成任务的次序，实时调整时间窗模型，大大提高系统工作效率的基于时间窗优化的AGV路径规划方法。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种基于时间窗优化的AGV路径规划方法，该方法包括下列顺序的步骤：

(1)在运输系统的地图中设定关键节点、出入站点信息，建立与车间实物相同运输线路的网格路径地图，初始化系统信息并更新网格路径地图，将关键节点的坐标参数、网格地图信息存入数据库中，并将AGV车辆调度管理系统中信息实时更新；

(2)根据机床加工工位的请求信息，系统接收任务，并设定任务的目标位置，指派处于空闲状态的AGV接收任务，并将该AGV当前位置作为任务的起始位置，根据起始位置和目标位置选择地图中相应的出站节点和入站节点；采用Line-Arc-Line双圆弧算法，在起始位置和出站节点之间建立AGV的出库路径；根据加工车间实际的空间大小，设置相应的圆弧半径，采用Line-Arc-Line双圆弧算法，在入站节点和目标位置之间建立AGV的入库路径；

(3)根据出站节点和入站节点，检测路径在空间规划上的可行性，利用A*算法计算出出站节点和入站节点之间所有可行路径Path1、Path2……PathN，建立路径Path1的时间窗、规划路径Path1的时间窗模型、路径Path1的运行时刻列表和Path1的运送时长，依次对路径Path2、Path3……PathN进行遍历规划及建立所有路径的时间窗模型M；