[发明专利]一种用于工厂环境下的AGV避碰方法

说明书

本发明属于无人车调度领域，具体涉及一种用于工厂环境下的AGV避碰方法。本发明将路线图分成多个区域的集合S＝{S₁,...,S_Q}，每个分区至多有一个交叉口。交叉口就是需要协调AGV冲突的地方，本方法旨在协调已知的封闭工厂环境下多个分区内的多台AGV。因此每个分区都有一个负责管理优化的线程，每个分区都是独立运行的，当一辆AGV从一个分区移动到另一个分区，负责管理的算法也由前一个分区移交到后一个分区。本发明通过消除AGV在道路交叉处的停车协商时间，从而消除了AGV从静止加速到正常运行速度的时间，以达到减少AGV整体路径的时间。即通过调节AGV的速度，使得AGV在道路交叉处不发生碰撞。最终使得所有AGV完成任务的总时间减少。

技术领域

本发明属于无人车调度领域，具体涉及一种用于工厂环境下的AGV避碰方法。

技术背景

由于智能无人车信息传输的高可靠低延迟的特性，使得移动机器人之间可以获得实时控制数据的交换。因此在自动化仓库中，多台自动导引车(automated guidedvehicle，AGV)之间的通信与信息共享得以更好的实现。

在一个自动化仓库中，考虑每台AGV都被赋予一个运输任务，即每台AGV都各自有一个起始点和一个目的地。规划好所有AGV的路径后，难免在道路的交叉处发生碰撞。传统的方法是赋予每台AGV一个优先级，若在道路交叉处发生路径冲突，则两台AGV进行协商，优先级高的AGV先通过，优先级低的AGV进行等待。因此整个AGV系统会产生大量的等待时间。即大部分时间都用在了AGV之间的协商上。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明考虑将整个路线图分区，每个区域至多包含一个道路交叉区域，在每个分区内通过AGV之间的通信协调AGV之间的冲突。协调的方法是确定分区内每台AGV沿着路径行驶的最佳速度，使其能够在分区内的道路交叉处不与其他AGV发生冲突。并且以时间代价最小的策略解决路径冲突问题。

本发明的技术方案如下：

1实际问题

考虑在自动化仓库中协调台AGV，这些AGV被限制在预定义的路线图R上移动。路线图上所有的道路被划分成路段的集合即P＝{p₁,...,p_W}，给定个任务给AGV完成，相应地有条路径。AGV必须完成的任务对应于在路线图的某个位置拾取一些商品并将其交付到另一个位置。因此，每当一个任务被分配给第i台AGV，就会得到其经过的路径π_i。一条路径就是一组相邻路段的集合，即

每台AGV被建模为其圆心在经过的路径上，半径为δ/2(δ0)的圆。其中δ的选择是基于得到一个足够大的圆，来包围沿着路线图行进的最大的AGV。

要解决的问题就是协调AGV之间的冲突，并保证时间代价最小。

2本发明方法下对实际问题的简化

由于冲突发生在道路交叉处，将路线图按照道路交叉处的位置进行分区，在每个分区内协调冲突。因此在地图R上协调台AGV的移动可以转化成在一个分区内协调台AGV的问题。提高每一个分区内的性能将导致路线图上整个AGV系统协调性能的提高。具体做法如下：

2.1将路线图分区

将路线图分成多个区域的集合S＝{S₁,...,S_Q}，每个分区至多有一个交叉口。交叉口就是需要协调AGV冲突的地方，包含在一个分区S_σ中的路段为其中σ∈{1,...,Q}。

给定台在一个分区内移动的AGV，路径分别为{π₁,...,π_N}，确定每台AGV的速度，在完成各项任务和避免与其他AGV冲突的同时，最小化AGV时间。

2.2简化问题模型，作出如下设定：