[发明专利]一种用于AGV集群的调度和寻路算法的方法和系统

说明书

本发明基于依赖关系，提出了一种AGV集群的调度和寻路的方法，该方法的具体步骤为：S1、由中央服务器对机器人集群做路径规划；S2、根据执行顺序，建立依赖图谱；S3、由机器人执行计划。并依照该方法设计出了一种用于AGV集群的调度和寻路的系统，最大限度的避免了AGV集群的碰撞，为AGV集群提供了无冲突路径，通过较少通信频率，提高了AGV集群的移动效率。

技术领域

本发明涉及移动机器人和寻路算法领域，更具体的说是涉及一种用于AGV集群的调度和寻路的方法和系统。

背景技术

多代理路径寻找(MAPF)已在人工智能、机器人、理论计算机科学和实际操作研究中得到大量的研究，在实际应用中使用简化的代理假设可以快速解决。然而，在实际的应用中，如仓库自动化，需要移动机器人在长时间范围内工作而不发生碰撞，需要设计无冲突路径，目前最先进的算法可以在几分钟内计算出数百个机器人的有界次优解，但是在实际的机器人团队上执行这样的计划仍然具有挑战性。

然而，依赖关系使得机器人和中央服务器通信的次数减少，并且对无碰撞操作有更强的保证。因此，如何将依赖关系与对移动机器人集群做的路径规划结合，使得该路径成为无冲突路径，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于AGV集群的调度和寻路的方法和系统，从而避免分布式寻路算法和中央式寻路算法因各自缺点导致拥堵和死锁的情况发生。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于AGV集群的调度和寻路的方法，包括如下步骤：

S1、由中央服务器对机器人集群做路径规划；

S2、根据执行顺序，建立依赖图谱；

S3、由机器人执行计划。

优选的，所述S1中，由中央服务器根据中央寻路算法对机器人集群做路径规划，每台机器人都根据中央服务器规划的路径移动，另外，在所述路径规划中，一台机器人的动作开始是依赖于另一台机器人动作执行的完成，所述路径是建立在机器人可全向移动，加速度无限大的基础上，因此该路径不会发生碰撞的无冲突路线，具体的，假设有两台可移动机器人小车A和B，截取路径中的一部分，即令

A车的路径是A→B→C→D，

B车的路径是B→C→D→E，

则A车的动作有：

A1：由A移动到B，

A2：由B移动到C，

A3：由C移动到D，

B车的动作有：

B1：由B移动到C，

B2：由C移动到D，

B3：由D移动到E，

根据所述中央式寻路算法，B1的动作执行依赖于A2动作已经执行完成，B2动作的执行依赖于A3动作已经执行完成。

优选的，所述S2分为S21-S22两个具体步骤，

S21、由中央服务器分析每个机器人在执行动作时的依赖条件，依赖条件即上述机器人小车A和B之间的动作依赖关系；

S22、由中央服务器根据依赖条件建立依赖图谱，依赖图谱包含动作的完成、排队、无执行条件三个状态。

优选的，所述S3中机器人每完成一个动作，向中央服务器汇报动作已完成的状态，并由中央服务器通知依赖上述动作的其他机器人继续进行下一个动作，该步骤将时空中的先后关系转换为动作事件的依赖关系，保证了系统执行的稳定性。

基于上述方法，本发明设计了如下系统：