CN107943018A - Agv集群控制系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种AGV集群控制系统及其方法，AGV集群控制系统包括客户端和多辆AGV小车，每辆AGV小车上安装有检测周围环境的导航装置、分析控制单元、以及用于与客户端和其它AGV小车进行通信的通信单元，分析控制单元根据检测的AGV小车周围环境计算得到AGV小车当前的坐标，根据任务需求规划AGV小车的路径和计算执行任务的代价，并根据路径和接收的其它AGV小车的信息控制AGV小车运行，客户端选择向执行任务代价最小的AGV小车发送任务指令，本发明的AGV集群控制系统不仅降低了系统的成本，AGV小车的数量不受限制，而且一个AGV小车出问题并不会影响系统运行，且AGV小车之间不容易发生碰撞和堵塞。

Description

AGV集群控制系统及其方法

技术领域

本发明属于AGV调度控制技术领域，具体涉及一种AGV集群控制系统及其方法。

背景技术

AGV是(Automated Guided Vehicle)的缩写，意即“自动导引运输车”，现有AGV调度通常需要采用中央控制系统来控制多台AGV 运行，中央控制系统会运行在一台专门的计算机上，负责给连接到计算机上的AGV小车分派任务和规划路径。但是，现有AGV调度系统有如下缺点：

1、可靠性弱。当中央控制系统出现软件或硬件故障时，整个系统将会瘫痪。

2、AGV数量受限。AGV的数量受运行中央控制系统的计算机的性能限制，AGV数量越多，中央调度系统的运算量越大。

3、成本高。由于需要专门的中央控制系统，增加了成本。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种可靠性强、系统不受AGV小车数量影响、且成本低的AGV集群控制系统及其方法。

本发明提供了一种AGV集群控制系统，其特征在于，包括：客户端，用于发布任务需求和发布任务指令；以及

多辆AGV小车，每辆所述AGV小车上安装有用于检测AGV小车周围环境的导航装置、与所述导航装置连接的分析控制单元、以及用于与所述客户端和其它AGV小车进行通信的通信单元；

其中，所述分析控制单元根据所述导航装置检测的AGV小车周围环境计算得到AGV小车当前的坐标，根据任务需求规划AGV小车的路径和计算执行任务的代价，并根据路径和接收的其它AGV小车的信息控制AGV小车运行，

每辆AGV小车通过通信单元将自身的信息发送给其它AGV小车，每辆AGV小车的分析控制单元根据接收的其它AGV小车的信息调整路径，所述自身的信息包括AGV小车当前的坐标、运动状态、IP地址，

客户端发布任务需求后，每辆AGV小车均根据所述客户端发布的任务需求计算代价，并将计算的代价发送给所述客户端，所述客户端向代价最小的AGV小车发送任务指令。

进一步，在本发明提供的AGV集群控制系统中，还可以具有这样的特征：其中，导航装置包含激光传感器和摄像机。

进一步，在本发明提供的AGV集群控制系统中，还可以具有这样的特征：其中，客户端为手机或平板电脑。

进一步，在本发明提供的AGV集群控制系统中，还可以具有这样的特征：其中，客户端和AGV小车通过无线路由器联网。

进一步，在本发明提供的AGV集群控制系统中，还可以具有这样的特征：其中，运动状态包括：静止状态和运行状态，所述运行状态包含：运动方向和运行路径。

本发明还提供了一种AGV集群控制方法，其特征在于：

步骤1，客户端向每个AGV小车发送任务需求；

步骤2，每个AGV小车根据所述任务需求基于预定的算法计算出各自执行任务的代价并规划出路径，并将各自执行任务的代价发送给客户端；

步骤3，客户端接收所有AGV小车执行任务的代价，并向代价最小的AGV小车发出执行任务的命令；

步骤4，执行命令的AGV小车沿着规划的路径运行，在到达目标点的过程中，集群中所有的AGV小车根据接收到的其它AGV小车的信息，控制其它AGV小车避让或者调整自身运行的路径。

本发明的优点如下：

根据本发明所涉及的AGV集群控制系统，因为每个AGV小车中的分析控制单元均能够根据导航装置采集的环境信号计算出自身的坐标，能够根据任务需求规划出路径，并控制其沿着路径运行，因此，不需要中央控制单元，不仅降低了系统的成本，而且AGV小车的数量不会因为中央控制单元的性能而受到限制，并且由于每个AGV小车的控制是独立的，因此，一个AGV小车出问题并不会影响其它AGV小车，系统也不受影响；每个AGV小车均能够将自身的信息发送给其它小车，也能接收其它AGV小车发送的信息，因此，分析控制单元能够根据自身的信息和其它AGV小车的信息自行调整路径，或者向其它小车发送控制命令，使得其它AGV小车避让，从而避免碰撞或发生拥堵；另外，每个AGV小车根据客户端发布的任务需求计算出各自执行任务的代价，客户端根据每个AGV小车反馈的代价，向代价最低的AGV小车发出执行任务的命令，因此，整个系统执行任务时，能够合理的安排AGV小车，使得系统执行任务时代价最低。

附图说明

图1是本发明中AGV集群控制系统的结构示意图；

图2是本发明中分析控制单元的执行流程图；

图3是本发明中客户端的执行流程图；

图4是本发明中AGV集群控制方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明AGV集群控制系统及其方法作具体阐述。

如图1所示，AGV集群控制系统100包含：客户端10和多辆AGV 小车20。在本实施例中，客户端10和多辆AGV小车20通过无线路由器30连接网络。

客户端10用于发布任务。

每辆AGV小车20上均安装有：导航装置、分析控制单元23和通信单元24。

导航装置用于检测AGV小车20周围的环境。在本实施例中，导航装置为激光传感器21和摄像头22。当然，导航装置并不限于激光传感器和摄像头，也可以为电磁感应引导式、或激光引导式、或视觉引导式、或铁磁陀螺惯性引导式、或光学引导式等。

通信单元24用于与客户端10和其它AGV小车进行通信。

分析控制单元23与导航装置连接，导航装置将采集的AGV小车 20周围环境信号发送给分析控制单元23，分析控制单元23用于根据导航装置采集的环境信号确定自身当前的坐标，根据任务需求规划 AGV小车的路径和计算执行任务的代价，并根据路径和接收的其它 AGV小车的信息控制AGV小车运行。

系统运行时，每辆AGV小车通过通信单元24将自身的信息发送给其它AGV小车。其中，AGV小车的信息包括：当前的坐标、运动状态、IP地址。运动状态包括：静止状态和运行状态，运行状态包含：运动方向和运行路径。当AGV小车执行客户端发布的任务时，处于运行状态；当AGV小车不执行任务时，处于静止状态。每辆AGV小车根据接收的其它AGV小车的信息，进行路线调整，从而避免相撞或者发生拥堵，或者向其它AGV小车发送控制信号，使得其它AGV小车避让，从而避免相撞或者发生拥堵。

客户端10向每辆AGV小车发布任务需求，每辆AGV小车20的分析控制单元23根据客户端10发布的任务需求计算出自身执行任务的代价，并将代价发送回客户端10，客户端接收AGV小车20返回的代价后，选择代价最小的AGV小车，并向代价最小的AGV小车发送执行任务的命令，该AGV小车根据接收的命令执行任务。

如图2所示，分析控制单元的执行过程如下：

步骤S1-1，AGV小车开机，设备初始化。然后进入步骤S1-2。

步骤S1-2，将自身的信息，即当前的坐标、运动状态、IP地址发送给其它AGV小车。然后进入步骤S1-3。

步骤S1-3，判断是否有指令信息，即判断是否有任务需求或其它AGV小车发送的避让指令，如果没有则返回步骤S1-2；如果有避让指令，则进入步骤S1-4；如果有任务需求，则进入步骤S1-5。

步骤S1-4，AGV小车移动位置，避免与其它AGV小车相撞或产生拥堵，同时继续执行步骤S1-2，并返回步骤S1-2。

步骤S1-5，计算执行任务的代价，并将代价发送给客户端10，同时继续执行步骤S1-2。然后进入步骤S1-6。

步骤S1-6，判断客户端10是否发送执行任务的命令，如果接收到执行任务的命令，则执行步骤S1-7，如果没有接收到执行任务的命令，则返回步骤S1-2。

步骤S1-7，向任务点移动。然后进入步骤S1-8。

步骤S1-8，判断运行的路径上是否有其它AGV小车，如果有，则进入步骤S1-9；如果没有，则进入步骤S1-10。

步骤S1-9，自身调整运行路径进行避让或者向阻挡的AGV小车发出控制信号使其进行避让，然后返回步骤S1-8。

步骤S1-10，判断是否到达目标点，如果到达则计入步骤S1-11，如果没有到达则返回步骤S1-8。

步骤S1-11，AGV小车停止移动。

如图3所示，客户端的执行流程如下：

步骤S2-1，客户端程序初始化。然后进入步骤S2-2。

步骤S2-2，将任务需求发送给集群中每个AGV小车。然后进入步骤S2-3。

步骤S2-3，等待AGV小车响应，即AGV小车向客户端发送回代价，将所有响应进行比较，得到代价最小的，并将所有响应保存。然后进入步骤S2-4。

步骤S2-4，判断是否还有新的响应，如果有新的响应，则进入步骤S2-5，如果没有新的响应，则进入步骤S2-6。

步骤S2-5，更新响应，并与之前保存的响应进行比较，得到代价最小的AGV小车，然后返回步骤S2-4。

步骤S2-6，向代价最小的AGV小车发出执行任务的命令。

如图4所示，AGV集群控制方法包含以下步骤：

步骤S3-1，客户端10向每个AGV小车发送任务需求。

步骤S3-2，每个AGV小车根据任务需求基于预定的算法计算出各自执行任务的代价，并将各自执行任务的代价发送给客户端10。

步骤S3-3，客户端接收所有AGV小车执行任务的代价，并向代价最小的AGV小车发出执行任务的命令。

步骤S3-4，执行命令的AGV小车沿着规划的路径运行，在到达目标点的过程中，集群中所有的AGV小车根据接收到的其它AGV小车的信息，控制其它AGV小车避让或者调整自身运行的路径。

上述客户端的执行流程中，仅为客户端10一次向一个AGV小车发布执行任务的命令。当然，客户端10也可向多个AGV小车发布执行任务的命令，当需要多个小车执行任务时，选择代价最小的几个即可。并且发布的任务需求可以有一个，也可以有多个。当任务需求有多个，且一个AGV小车单独执行多个任务需求的代价均最低时，仅选取其中的一个任务需求，其它任务需求则由执行任务代价次低的AGV 小车完成。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种AGV集群控制系统，其特征在于，包括：

客户端，用于发布任务需求和发布任务指令；以及

多辆AGV小车，每辆所述AGV小车上安装有用于检测AGV小车周围环境的导航装置、与所述导航装置连接的分析控制单元、以及用于与所述客户端和其它AGV小车进行通信的通信单元；

其中，所述分析控制单元根据所述导航装置检测的AGV小车周围环境计算得到AGV小车当前的坐标，根据任务需求规划AGV小车的路径和计算执行任务的代价，并根据路径和接收的其它AGV小车的信息控制AGV小车运行，

每辆AGV小车通过通信单元将自身的信息发送给其它AGV小车，每辆AGV小车的分析控制单元根据接收的其它AGV小车的信息调整路径，所述自身的信息包括AGV小车当前的坐标、运动状态、IP地址，

客户端发布任务需求后，每辆AGV小车均根据所述客户端发布的任务需求计算代价，并将计算的代价发送给所述客户端，所述客户端向代价最小的AGV小车发送任务指令。

2.根据权利要求1所述的AGV集群控制系统，其特征在于：

所述导航装置包含激光传感器和摄像机。

3.根据权利要求1所述的AGV集群控制系统，其特征在于：

所述客户端为手机或平板电脑。

4.根据权利要求1所述的AGV集群控制系统，其特征在于：

所述客户端和所述AGV小车通过无线路由器联网。

5.根据权利要求1所述的AGV集群控制系统，其特征在于：

所述运动状态包括：静止状态和运行状态，所述运行状态包含：运动方向和运行路径。

6.一种采用权利要求1-5中所述的AGV集群控制系统的AGV集群控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，客户端向每个AGV小车发送任务需求；

步骤2，每个AGV小车根据所述任务需求基于预定的算法计算出各自执行任务的代价并规划出路径，并将各自执行任务的代价发送给客户端；

步骤3，客户端接收所有AGV小车执行任务的代价，并向代价最小的AGV小车发出执行任务的命令；

步骤4，执行命令的AGV小车沿着规划的路径运行，在到达目标点的过程中，集群中所有的AGV小车根据接收到的其它AGV小车的信息，控制其它AGV小车避让或者调整自身运行的路径。