[发明专利]一种基于KM算法和人工势场法的仓储物流调度避障优化方法

权利要求书

1.一种基于KM算法和人工势场法的仓储物流调度避障优化方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1)通过对两辆AGV小车投影圆几何关系的定义来确定小车的碰撞临界点，观测两车中心距离的改变与反应距离的比较选择不同的方案，通过避让程序的执行拉大两辆AGV小车之间的距离，从而避免碰撞的发生；

2)采用了Kuhn－Munkres算法求出当下时刻使得所有的权重和的最小的完备匹配，让AGV小车按该完备匹配行驶；

3)在给定小车的引进数量，并设置障碍物，寻求实际可行的算法给出AGV小车行驶的最优路线以及执行任务的最短时间；

4)建立一个系统效率评估指标来反映整个系统搬运效率的高低；

5)对于末知的或部分已知的、动态的非结构环境，采用一种将全局路径规划方法和局部路径规划方法相结合、将基于反应的行为规划和基于慎思的行为规划相结合的路径规划方法。

2.如权利要求1所述的基于KM算法和人工势场法的仓储物流调度避障优化算法，其特征在于，所述步骤1)中，确定小车碰撞情况，通过建模计算小车开始发生碰撞的临界点以及如何智能地规划行驶方案来避免碰撞问题；

首先必须给出假设，包括小车的车身体积、小车的工作速度以及小车的运行路线的要求；其次要对碰撞做出判定，建立数学模型设定临界碰撞距离、碰撞距离和反应距离；针对小车发生碰撞的临界点，为了对问题进行具体分析，规定每辆小车占地是一个投影圆，通过对两辆AGV小车投影圆几何关系的定义来确定小车的碰撞临界点；还需要制定行驶的方案来有效的处理小车的碰撞问题，对此，考虑到避免碰撞措施的多样性和操作的简易程度，建立了两个合适的数学模型；其中模型一采取了避让的方式，让其中一辆AGV小车停止，另一辆仍按原路线行驶来规避碰撞；模型二中考虑到实际行驶过程中小车间位置的多样性，对小车设置了避让程序，程序中涉及两车中心距离的改变与反应距离的比较选择不同的方案，通过避让程序的执行拉大两辆AGV小车之间的距离，从而避免碰撞的发生。

3.如权利要求1或2所述的一种基于KM算法和人工势场法的仓储物流调度避障优化算法，其特征在于，所述步骤2)中，在沿工厂厂房边缘的货物起始地会随机产生货物，AGV小车需要把货物运送到指定目的地；如何通过合理的模型和算法有效地调度小车，使他们能够搬运离其最近的货物；于是采用了Kuhn－Munkres算法，简称KM算法，每当有新的货物产生且并未被车载时，且存在AGV小车没有载货物时，求出当下时刻使得所有的权重和的最小的完备匹配，让AGV小车按该完备匹配行驶。

4.如权利要求1或2所述的一种基于KM算法和人工势场法的仓储物流调度避障优化算法，其特征在于，所述步骤3)中，基在给定小车的引进数量，并设置障碍物，寻求实际可行的算法给出AGV小车行驶的最优路线以及执行任务的最短时间，并在此基础上定义小车搬运货物的效率表达式来衡量算法的优劣性。

5.如权利要求1或2所述的一种基于KM算法和人工势场法的仓储物流调度避障优化算法，其特征在于，所述步骤4)中，通过层次分析法确认成本系数，搬运时间以及碰撞率三个参数的权重，从而建立一个系统效率评估指标来反映整个系统搬运效率的高低，以此来分析系统在AGV数量增加时的临界点和所给解决方案的最优性能。

6.如权利要求1或2所述的一种基于KM算法和人工势场法的仓储物流调度避障优化算法，其特征在于，所述步骤5)中，采用一种将全局路径规划方法和局部路径规划方法相结合、将基于反应的行为规划和基于慎思的行为规划相结合的路径规划方法，如下：AGV小车采用A*算法进行全局路径规划，生成到达目标点的子目标节点序列，同时采用改进的人工势场方法对子目标节点序列中相邻两节点进行路径平滑和优化处理。