[发明专利]一种循迹运输车辆的调度系统及方法

权利要求书

1.一种循迹运输车辆的调度系统，其特征在于，包括：循迹小车、无线定位系统和用于行驶路径规划的调度系统；

所述循迹小车设有微控制器、用于识别地面行驶轨迹的循迹模块、用于识别障碍物的避障模块、用于定位循迹小车的无线定位标签和摄像头，微控制器分别与循迹模块、避障模块、摄像头连接并进行数据交互；

所述无线定位系统包括服务器和无线定位基站，服务器与无线定位基站无线连接，无线定位基站识别循迹小车的无线定位标签，通过UWB技术获取无线定位基站与无线定位标签的位置，将位置信息发送到服务器，服务器将位置信息传输到调度系统；

所述调度系统通过无线定位系统接收到无线定位基站与无线定位标签的位置信息规划行驶路线，所述调度系统计算出起点和终点之间最短的行驶路径，并将行驶路线传输到循迹小车的微控制器，进行循迹小车行驶路线调度控制，同时调度系统接收并显示循迹小车发送的视频图像；

所述调度系统对起点和终点之间最短的行驶路径进行平滑处理，遍历该行驶路径上所有节点，当某一节点前后节点连线上无障碍物时，将延长线路的中间节点剔除，并更新剔除点的父节点，经平滑处理后形成行驶路径并输出。

2.根据权利要求1所述的循迹运输车辆的调度系统，其特征在于，所述调度系统与循迹小车、无线定位系统之间的通信采用TCP/IP无线通信协议。

3.根据权利要求1所述的循迹运输车辆的调度系统，其特征在于，采用心跳检测机制判断调度系统与循迹小车、无线定位系统之间的数据收发是否正常，并设置休眠时间。

4.根据权利要求1所述的循迹运输车辆的调度系统，其特征在于，所述循迹模块采用至少3对红外反射式光电传感器，安装在小车前方，呈一字形或者人字形布局。

5.根据权利要求1所述的循迹运输车辆的调度系统，其特征在于，所述摄像头采用USB摄像头，避障模块采用超声波避障传感器、红外避障传感器或激光避障传感器的任意一种或多种。

6.一种循迹运输车辆的调度方法，其特征在于，设有权利要求1-5任一项所述的循迹运输车辆的调度系统，包括下述步骤：

循迹小车的微控制器与调度系统建立连接后，摄像头将采集的视频图像传输到调度系统；

无线定位系统获取循迹小车上定位标签的位置信息，通过UWB技术获取无线定位基站与无线定位标签的位置，将位置信息传输至调度系统；

调度系统通过访问服务器端获取定位标签的坐标，对循迹小车位置的进行定位，进行起点和终点之间最短的行驶路径规划，将规划好的路径信息发送到循迹小车，同时调度系统接收循迹小车发送的视频图像，并显示出来，实现视频监控功能；

所述调度系统对起点和终点之间最短的行驶路径进行平滑处理，遍历该行驶路径上所有节点，当某一节点前后节点连线上无障碍物时，将延长线路的中间节点剔除，并更新剔除点的父节点，经平滑处理后形成行驶路径并输出；

循迹小车接收调度系统控制信息，循迹小车沿规划好的路径循迹行驶；

循迹模块识别地面上的轨迹，将识别结果传输到微控制器，微控制器与规划好的路径信息进行对比，判断小车的行驶路线是否正确，如果小车的行驶路线与接收到的路径信息有偏差，调整循迹小车行驶状态，同时避障模块检测到小车前方有障碍物时，发送信号到微控制器，调整循迹小车行驶状态；

判断循迹小车是否到达终点，若未达到终点，则继续调整循迹小车行驶状态，若已达到终点，结束循迹小车调度。

7.根据权利要求6所述的循迹运输车辆的调度方法，其特征在于，所述进行起点和终点之间最短的行驶路径规划，具体步骤包括：

对所得的地形地图进行初始化，转化为栅格地图，使搜索区域按网格划分；

建立队列集合OpenList和CloseList，OpenList用于存放等待扩展的节点，CloseList用于存放已扩展过节点的CloseList，并将起点加入OpenList；

遍历OpenList，将权值最小的节点作为当前要处理的节点，然后移到CloseList中；

对当前要处理的节点的8个方向的相邻方格一一进行检查，如果该方格是不可抵达的或者在CloseList中，忽略该方格，否则进行如下步骤：

如果该方格不在OpenList中，把该方格加入OpenList，并且将当前要处理的节点设置为该方格的父节点；

如果该方格已经在OpenList中，检查经由当前要处理的节点到达该方格的权值是否更小，如果更小，将该方格的父节点设置为当前要处理的节点，并重新计算该方格的权值；

将终点加入到了OpenList中，得到最短路径，并进行平滑处理，遍历该路径上所有节点，当某一节点前后节点连线上无障碍物时，将延长线路的中间节点剔除，并更新剔除点的父节点，经平滑处理后，由最后的终点开始，每个方格沿着父节点移动直至起点，形成最短路径并输出。