[发明专利]基于信息物理融合系统的AGV车辆系统及交通控制方法

权利要求书

1.一种基于信息物理融合系统的AGV车辆系统，其特征在于：包括AGV车辆、路口控制器、总控制器和车间定位系统；

所述车间定位系统解算车间内所有AGV车辆的位置信息，并发送给对应的AGV车辆；

所述总控制器实现任务布置，能够将任务起点、目的地、任务优先级、任务有效时间、车辆的运行路线信息发送给对应的AGV车辆；

所述路口控制器布置在车间内道路的路口位置，能够与车间路口环境内的AGV车辆进行信息交互；车间路口环境内的AGV车辆将自身的位置信息、速度信息、任务起点、目的地、任务优先级、任务有效时间、车辆的运行路线信息实时发送给路口控制器；路口控制器根据接收到的车间路口环境内所有AGV车辆信息，实时解算车间路口环境内所有AGV车辆的反馈速度，并将反馈速度实时发送给对应的AGV车辆；

所述AGV车辆包括感知器模块、通讯器模块、处理器模块和车辆主体；感知器模块、通讯器模块、处理器模块均安装在车辆主体上；

所述感知器模块采集AGV车辆自身速度信息以及前方障碍物距离信息；

所述通讯器模块实现AGV车辆与路口控制器、总控制器、车间定位系统以及周围AGV车辆的信息交互功能；AGV车辆通过通讯器模块将自身的位置信息、速度信息、任务优先级发送给周围AGV车辆；

所述处理器模块根据接收的任务优先级，设定AGV车辆的初始速度，优先级越高，初始速度越大；

当AGV车辆在车间内非路口道路行驶时，所述处理器模块根据自身状态以及接收到得前后AGV车辆信息，并按照以下过程控制自身运动速度和方向：

AGV车辆检测前方设定范围内是否有车辆，若不存在车辆，则正常行驶，若存在车辆，则与前方车辆进行通讯，比较两车的任务优先级；

若后车任务优先级不高于前车，判断两车之间的距离是否符合安全距离，若符合，则后车保持当前速度行驶，若不符合，调整后车速度直到满足安全距离，前车速度不变；其中安全距离计算公式为：

gap_safei表示第i车与前车的安全距离，l_i-1表示前车的长度，b_i表示第i辆车的加速度，b_i-1表示前车的加速度；v_xi(n)、v_yi(n)分别为第i辆车在n时刻沿车间内x轴和y轴的速度；

若后车优先级高于前车，则后车速度不变，前车让道让后车优先通过；

当AGV车辆在车间路口环境内时，所述处理器模块根据自身运动路线信息以及接收到的反馈速度指令，并按照以下过程控制自身运动速度和方向：

AGV车辆与所处路口环境的路口控制器进行信息交互，将自身的位置信息、速度信息、任务起点、目的地、任务优先级、任务有效时间、车辆的运行路线信息实时发送给路口控制器；

路口控制器根据处于路口环境内的AGV车辆信息，预测车辆以当前运行状态继续运行单位时间T后，不同运行路线的AGV车辆之间的距离是否符合安全距离；所述安全距离为：

其中：c_i表示车辆i的安全区域半径，w_i、l_i分别表示车辆i的宽度和长度，D_ij表示车辆i和车辆j之间的安全距离；

若预测存在车辆之间的距离小于安全距离时，比较两辆可能发生碰撞的车辆之间的任务优先级：高任务优先级车辆加速，低任务优先级车辆减速，高任务优先级车辆优先通过路口；如果两辆车辆之间的任务优先级相同，则比较车辆综合优先级，高综合优先级车辆加速，低综合优先级车辆减速，高综合优先级车辆优先通过路口；

所述车辆综合优先级为：

其中CP_i为车辆i的综合优先级，γ_i为车辆i与两辆车路线交叉点的距离，所述两辆车指车辆i以及与车辆i可能发生碰撞的车辆，α_i为任务的剩余路程，RT为任务剩余时间，v_i为车辆i的速度，w为设定的权重系数，T为单位时间；

所述高任务优先级车辆或高综合优先级车辆的加速度大小以及低任务优先级车辆或低综合优先级车辆的减速度大小为

其中车辆i为高任务优先级车辆或高综合优先级车辆，车辆j为低任务优先级车辆或低综合优先级车辆。