CN106556406A - 多agv调度方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多AGV调度方法,属于导航与控制技术领域。本发明提出的调度系统,调度多个AGV在导航过程自动消除冲突,完成任务。该调度系统读取建立的双向路径文件,建立搜索AGV行走路径的拓扑地图,接收到任务信息后,选取AGV完成任务,在为AGV搜索路径时,消除AGV之间的相向冲突;AGV行走过程中,对所有AGV的路径节点加入了时间窗,依靠时间区间消除节点冲突与追击冲突,提高AGV的运行效率。
Description
技术领域
本发明涉及导航与控制技术领域,具体涉及一种多AGV调度方法。
背景技术
AGV(Automated Guided Vehicle,自主导引行驶车)调度系统接收任务、配发任务、调度多个AGV完成任务。在AGV自主导航过程中,系统需要控制AGV的等待和行驶,消除交通堵塞,调度系统的性能关系到系统的效率、灵活性和稳定性。如今,AGV自主导航过程中,路径固定并以单向为主,而且路径之间的交叉点较少,导致AGV使用现场的场地利用率低,AGV效率低下。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是:如何在为AGV搜索路径时消除相向冲突、节点冲突与追击冲突,提高AGV行驶效率。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种多AGV调度方法,包括以下步骤:
S1、先根据现场环境,绘制AGV行走的所有路径,所述路径由路径节点组成,然后在地图内,制作AGV行走的双向路径文件;双向路径文件由连续的节点组成,一个双向路径文件代表一条路径,包含一条路径上所有节点的坐标与识别号ID,坐标与ID一一对应,且具有唯一性;
S2、批量读取所有的双向路径文件,形成搜索AGV行走路径的拓扑地图,此时能在拓扑地图内搜索AGV当前节点到任意目标节点的最短路径;
S3、接收到任务后,选择一AGV a,为该AGV a搜索最短路径,按照最短路径自动导航行驶到目标位置,完成任务;在为该AGV a搜索路径时,在拓扑地图内,清除所有其它AGV从目标位置到当前位置的路径的节点关系,以避免相向冲突,AGV a行驶到目标位置后,恢复删除的节点关系;
并按照以下方式消除节点冲突:所有被调度的AGV进行了时间同步,在为所有AGV搜索路径完成后,依据所有AGV的当前位置、行驶的速度和路径节点间的长度,对所有AGV行驶路径上从当前位置节点到后M个路径节点增加时间窗,时间窗包含有到达节点的时刻和离开节点的时刻,在导航行驶过程中,判断所有AGV有时间窗的节点中是否有相同节点,相同节点之间的时间窗是否有交集,有交集则判断是冲突节点;若出现节点冲突点,先到达冲突节点的AGV先通过冲突节点,后到达冲突节点的AGV等待,时间窗交集消失,节点冲突消除,等待的AGV开始运动;
还按照以下方式消除追击冲突:追击冲突下,各AGV以相同速度行驶,追击节点的时间窗没有交集,不会形成堵塞;一旦被追击的AGV减速或者转动,追击节点上的时间窗出现交集,此时向追击AGV发送停止指令,节点时间窗上的交集消失,碰撞警告消除,向追击的AGV发送运动指令。
优选地,步骤S3中,按照以下方式避免相向冲突:
S31、定义正整数N,将所述其它AGN行驶路径的目标节点赋值给N;
S32、在拓扑地图内找到与N值相同的节点N2;
S33、确定其它AGN行驶路径中节点N的上一节点N1;
S34、删除拓扑地图内节点N2的子节点中与N1相同的节点,节点的相邻节点为子节点;
S35、判断N1与其他AGV当前位置是否相等,若是,则结束;否则将节点N1赋值给节点N,并返回步骤S32。
优选地,M=3。
优选地,所述双向路径文件为xml格式文件。
(三)有益效果
本发明的方法中,建立双向路径文件,形成搜索AGV行走路径的拓扑地图,接收到任务信息后,选取AGV完成任务,在为AGV搜索路径时,消除AGV之间的相向冲突,提高了AGV的运行效率;在AGV行走过程中,对所有AGV的路径节点加入时间窗,依靠时间区间消除节点冲突与追击冲突,提高了AGV的运行效率。
附图说明
图1为AGV使用现场路径地图;
图2为清除拓扑地图中节点关系流程图;
图3为消除相向冲突示例图;
图4为节点冲突示例图;
图5为追击冲突示例图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚,下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明实施例提供了一种多AGV调度方法,包括以下步骤:
S1、先根据现场环境,绘制AGV行走的所有路径,所述路径由路径节点组成,如图1所示。然后在地图内,制作AGV行走的xml格式的双向路径文件;双向路径文件由连续的节点组成,一个双向路径文件代表一条路径,包含一条路径上所有节点的坐标(x,y)与识别号ID,坐标与ID一一对应,且具有唯一性;
S2、双向路径文件制作完成后,批量读取所有的双向路径文件,形成搜索AGV行走路径的拓扑地图,如图1所示,此时能在拓扑地图内搜索AGV当前节点到任意目标节点的最短路径;批量读取文件建立拓扑地图,因此双向路径文件增加,建立的拓扑地图更大;双向路径文件减少,拓扑地图相应的变小。
S3、接收到任务后,选择一AGV a,为该AGV a搜索最短路径,按照最短路径自动导航行驶到目标位置,完成任务;形成拓扑地图时,读取的是双向路径文件,因此道路上会出现AGV相向行驶,导致相向冲突而出现交通堵塞。本发明中,调度系统在为AGV搜索路径时,为了避免相向冲突,在拓扑地图内,清除了所有其它AGV从目标位置到当前位置的路径的节点关系,因此搜索的路径避免了相向冲突,清除地图中的节点关系见图2所示。AGV行驶到目标位置后,恢复删除的节点关系,保证拓扑地图的完整性。
具体是按照以下方式避免相向冲突:
S31、定义正整数N,将所述其它AGN行驶路径的目标节点赋值给N;
S32、在拓扑地图内找到与N值相同的节点N2;
S33、确定其它AGN行驶路径中节点N的上一节点N1;
S34、删除拓扑地图内节点N2的子节点中与N1相同的节点;对于某一节点,其相邻节点定义为该节点的子节点;
S35、判断N1与其他AGV当前位置是否相等,若是,则结束;否则将节点N1赋值给节点N,并返回步骤S32。
图3是本实施例中消除相向冲突示意图,AGV2需要从⑤到①,AGV1作为所述其它AGV,行驶路径是从②到④的路径,即②→③→④,图2中所示流程的第一次循环时,N=N2=4,N1=3,删除③,此时④不能到达③,但从③还能够到达④,第二次循环时,N=N2=3,N1=2。AGV2需要从⑤到①,搜索AGV2的路径前,先删除拓扑地图内④到③和③到②的路径,于是,AGV2不能从④到③,因此AGV2最终行走路径是⑤→⑩→⑨→⑧→⑦→⑥→①,避免了相向冲突。
多台AGV在路径自主行驶时,会出现节点冲突和追击冲突。如图4所示,节点冲突中,AGV1从②自主运行到④,AGV2从⑥自主运行到⑦,冲突出现在③;追击冲突中,AGV2从④自主运行到⑥,AGV1从②自主运行到⑥,AGV1追击AGV2。自动导航行驶时,按照以下方式消除节点冲突:所有被调度的AGV进行了时间同步,在为所有AGV搜索路径完成后,依据所有AGV的当前位置、行驶的速度和路径节点间的长度,对所有AGV行驶路径上从当前位置节点到后3个路径节点增加时间窗,时间窗包含有到达节点的时刻和离开节点的时刻,在导航行驶过程中,判断所有AGV有时间窗的节点中是否有相同节点,相同节点之间的时间窗是否有交集,有交集则判断是冲突节点;若出现节点冲突点,先到达冲突节点的AGV先通过冲突节点,后到达冲突节点的AGV等待,时间窗交集消失,节点冲突消除,等待的AGV开始运动。图4所示的节点冲突中,AGV2先通过节点③。
自动导航行驶时,还按照以下方式消除追击冲突:如图5所示,追击冲突下,各AGV以相同速度行驶,追击节点的时间窗没有交集,不会形成堵塞;一旦被追击的AGV减速或者转动,追击节点上的时间窗出现交集,如果追击AGV继续以原速度行驶,会出现碰撞,此时向追击AGV发送停止指令,节点时间窗上的交集消失,碰撞警告消除,向追击的AGV发送运动指令。
因此,加入时间窗后,消除了AGV之间的节点冲突与追击冲突,提高了AGV运行的效率。
本发明消除多个AGV之间的冲突与AGV的数量无关,增加与减少AGV对系统调度不产生影响,使系统灵活性强。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种多AGV调度方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、先根据现场环境,绘制AGV行走的所有路径,所述路径由路径节点组成,然后在地图内,制作AGV行走的双向路径文件;双向路径文件由连续的节点组成,一个双向路径文件代表一条路径,包含一条路径上所有节点的坐标与识别号ID,坐标与ID一一对应,且具有唯一性;
S2、批量读取所有的双向路径文件,形成搜索AGV行走路径的拓扑地图,此时能在拓扑地图内搜索AGV当前节点到任意目标节点的最短路径;
S3、接收到任务后,选择一AGV a,为该AGV a搜索最短路径,按照最短路径自动导航行驶到目标位置,完成任务;在为该AGV a搜索路径时,在拓扑地图内,清除所有其它AGV从目标位置到当前位置的路径的节点关系,以避免相向冲突,AGV a行驶到目标位置后,恢复删除的节点关系;
并按照以下方式消除节点冲突:所有被调度的AGV进行了时间同步,在为所有AGV搜索路径完成后,依据所有AGV的当前位置、行驶的速度和路径节点间的长度,对所有AGV行驶路径上从当前位置节点到后M个路径节点增加时间窗,时间窗包含有到达节点的时刻和离开节点的时刻,在导航行驶过程中,判断所有AGV有时间窗的节点中是否有相同节点,相同节点之间的时间窗是否有交集,有交集则判断是冲突节点;若出现节点冲突点,先到达冲突节点的AGV先通过冲突节点,后到达冲突节点的AGV等待,时间窗交集消失,节点冲突消除,等待的AGV开始运动;
还按照以下方式消除追击冲突:追击冲突下,各AGV以相同速度行驶,追击节点的时间窗没有交集,不会形成堵塞;一旦被追击的AGV减速或者转动,追击节点上的时间窗出现交集,此时向追击AGV发送停止指令,节点时间窗上的交集消失,碰撞警告消除,向追击的AGV发送运动指令。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S3中,按照以下方式避免相向冲突:
S31、定义正整数N,将所述其它AGN行驶路径的目标节点赋值给N;
S32、在拓扑地图内找到与N值相同的节点N2;
S33、确定其它AGN行驶路径中节点N的上一节点N1;
S34、删除拓扑地图内节点N2的子节点中与N1相同的节点,节点的相邻节点为子节点;
S35、判断N1与其他AGV当前位置是否相等,若是,则结束;否则将节点N1赋值给节点N,并返回步骤S32。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,M=3。
4.如权利要求1或2或3所述的方法,其特征在于,所述双向路径文件为xml格式文件。
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