[发明专利]一种AGV路径规划方法

说明书

本发明公开了一种AGV路径规划方法，包括：设置AGV的起点和目标点；在人工势场法原有斥力势场函数中添加关于目标点到当前点的影响函数，得到改进斥力势场函数；根据障碍物对AGV的斥力和目标点对AGV的引力计算AGV所受到的合力，AGV跟随合力方向进行路径搜索；路径搜索后到达下一位置点，判断AGV是否到达目标点；若没有到达目标点，则判断AGV是否陷入局部最小值；若AGV陷入局部最小值则引入模拟退火法到达下一位置点，迭代直到AGV走出局部最小值处；若AGV到达目标点，则保留路径。改善人工势场法所规划路径存在目标不可达、局部最小值的缺陷，提高AGV路径规划效率。

技术领域

本发明涉及AGV技术领域，特别是涉及一种AGV路径规划方法。

背景技术

AGV作为智慧工厂中的重要货物运输工具，目前已被广泛应用。AGV的使用大大提升了工厂的自动化水平，提高了工厂的生产效率。在AGV领域蓬勃发展的今天，AGV在地图信息已知的静态环境下的路径规划的发展已经日趋成熟，同时在复杂环境下AGV的路径规划和自主避障也在迅速发展，AGV处在一个环境信息和障碍物信息未知的情况下，如何设计路径规划和避障等算法是AGV领域中的关键研究问题。对于路径规划，众多学者提出Floyd算法、Dijkstra算法、A*算法、蚁群算法、D*算法、D*Lite算法、RRT算法等人工势场法。但是这些人工势场法存在不足，比如：人工势场法中AGV容易陷入局部最小值，局部最小值即AGV在路径规划过中，目标点对AGV的引力与障碍物对AGV的斥力大小相等，方向相反，即车辆受力平衡，无法继续向目标点移动。同时人工势场法中还存在着AGV目标不可达的问题，即当障碍物出现在目标位置附近时，因障碍物产生的斥力较大，AGV不能顺利到达目标点。

因此，如何设计AGV的路径规划和避障算法改善人工势场法在路径规划中出现的局部最小值和目标不可达问题是本领域人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种AGV路径规划方法，改善人工势场法所规划路径存在目标不可达、局部最小值的缺陷，提高AGV路径规划效率。

为实现上述效果，本发明的技术方案如下：

一种AGV路径规划方法，包括以下步骤：

步骤1：对AGV所在环境建立栅格地图和障碍物，设置AGV的起点和目标点；

步骤2：针对目标不可达问题，在人工势场法原有斥力势场函数中添加关于目标点到当前点的影响函数，得到改进斥力势场函数；

步骤3：根据改进斥力势场函数设置斥力函数；配置人工势场法的引力势场函数，根据引力势场函数设置引力函数；

根据斥力函数和引力函数分别计算障碍物对AGV的斥力和目标点对AGV的引力；

步骤4：根据障碍物对AGV的斥力和目标点对AGV的引力计算AGV所受到的合力，AGV跟随合力方向进行路径搜索；

步骤5：路径搜索后到达下一位置点，判断AGV是否到达目标点；若没有到达目标点，则判断AGV是否陷入局部最小值，若AGV没有陷入局部最小值则回到步骤S4；

若AGV陷入局部最小值则引入模拟退火法到达下一位置点，迭代直到AGV走出局部最小值处；

若AGV到达目标点，则保留路径，AGV路径规划结束。

上述方案中，AGV使用激光扫描仪传感器对障碍物进行距离测量。

进一步的，步骤2中影响函数为，1-e^-(R/0.4)，影响函数中0.4表示AGV的半径，R表示目标点到当前点的欧式距离；欧式距离表达式为：