CN108510799A - 一种室外型agv交通避让方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种应用于室外环境的AGV交通避让技术，并公开相应的实现装置，以实现在室外道路环境下AGV与AGV之间，AGV与社会车辆和行人之间的交通安全避让。所述技术包括：(1)AGV自动生成路径并分析与其他AGV的剩余路径是否有重叠部分，在重叠部分之前插入避让点；(2)AGV运行至避让点后停止，不断查询对应避让AGV的位置状态，据此判断是否可进入避让区；(3)特殊情况下，可对正在运行的AGV预先插入避让功能点，确保当前优先级较高的AGV运行通畅；(4)对社会车辆和行人的避让可采用改造交通灯的方式，加入通讯和控制模块，根据AGV的优先级，主动控制修改或者遵循交通灯的指示通行。也可加入视觉识别模块，识别交通灯的通行标识，藉此判断可否通行。

Description

一种室外型AGV交通避让方法与装置

技术领域

本发明涉及智能机器人技术领域，具体说涉及一种室外应用的物流AGV交通避让技术和装置。

技术背景

AGV是自动驾驶无人车的英文缩写，属于移动机器人的范畴，近10年间在国内外的推广应用越来越广泛，主要应用于环境简单布局相对规范的室内环境中，室外条件下，由于环境复杂，对传感器的影响比较大，且一般由于社会车辆通行的原因，道路空间紧张，大多情况下很难为AGV专门开辟出专用的双向通道，而单向的通道就面临着复杂的避让问题，此外AGV通过交通路口时，如何对行人和社会车辆进行安全的避让也是目前室外AGV调度运行需要重点解决的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种室外环境应用的AGV交通避让技术和实现装置。用以解决室外环境下多AGV之间的协同避让以及AGV与社会车辆之间的安全避让。

为实现上述目的，本发明实施例提供一种室外AGV交通避让技术，包含如下步骤：

a)分析当前接受任务的AGV与其他正在运行AGV的路径重叠区域，插入避让等待点；b)AGV在避让等待点处停止等待，反复查询分析避让AGV的状态，判断可否通行；c)特殊情况下，调度系统对正在运行的AGV预先插入避让功能点，确保当前优先级较高的AGV运行通畅；d)在路口交通灯区域，根据AGV的优先级，主动控制修改或者遵循交通灯的通讯指示通行；e)通过视觉识别技术，识别交通灯的通行标识，遵循标识通行。

其中步骤a)具体为：

1)遵循“先来后到”的原则，后车对前车进行主动避让，前车优先通行；

2)AGV接受任务生成到目的地点的路径，同时分析当前AGV的运行路径是否与其他AGV运行路径的剩余部分有重叠；

3)如果有重叠，计算重叠区域，在重叠区域的前一个直线片段插入一个避让等待功能点，并将功能点与对应的冲突AGV进行关联标记；

步骤b)具体为：

1)AGV运行到避让等待功能点时自动停止，等待调度系统的通行指令，调度系统定时汇总所有AGV的运行状态和位置，并根据避让区域内的AGV位置和状态，适时对等待的AGV下达通行命令；

2)调度系统分析冲突AGV的运动方向，如果是同向，且对方的位置满足在一定安全距离外，则后车AGV可以继续进入冲突区域；其他情况下，当前AGV优先级不高且运行节拍满足要求时，后车AGV在避让点等待前车通过。

步骤c)具体为：

1)如果当前AGV的优先级很高，在生成任务路径时，调度系统分析当前正在运行的AGV的剩余路径，并向有冲突的AGV(尚未进入避让区)动态插入避让等待功能点，确保当前AGV的运行通畅。

2)如果当前工作节拍比较紧，AGV运行到避让等待点后，冲突AGV的运动方向与当前AGV的方向正好相反，在不考虑特殊优先级的情况下，若冲突AGV根据其当前速度运行到避让区的时间超过1分钟，当前AGV可优先进入避让区，同时上报调度系统，调度系统为冲突AGV在避让区外额外添加避让功能点。

步骤d)具体为：

1)对交通灯进行改造，加入控制模块和通讯模块，与调度系统进行交互通讯，可自主控制交通灯的颜色。

2)AGV优先级不高时，在生成路径时在距离交通灯区域1m的位置插入等待功能点，AGV运行到功能点后停止，等待调度系统的下一步指令，调度系统接收交通灯的状态信息，借此对AGV下达指令通行。

3)AGV优先级较高时，在距离交通灯区域10m处插入交通灯通讯功能点，在距离交通灯区域1m处插入等待功能点，AGV运行到通讯功能点时，上报调度系统，调度系统与交通灯进行紧急通讯，交通灯状态变化后，调度系统通知AGV，则此时AGV经过等待功能点时不停止，直接通过交通灯区域，通过后调度系统通知交通灯恢复正常。若调度系统未能及时通知AGV通行，则AGV在等待功能点降速停止，等待指令。

步骤e)具体为：

1)不需要对交通灯进行改造，AGV配备视觉识别模块，对交通灯的当前信号显示进行视觉模式识别；

2)AGV生成路径时，在交通灯区域前1m位置添加避让等待点，AGV运行到等待点停止，扫描信号灯，根据自己的运行方向，识别对应的信号灯通行标识。

本发明实施例提供一种室外型AGV交通避让装置，其特征在于，所述装置包括如下五个部分：

惯性导航AGV，在地面埋设磁钉用于惯性导航的校准，无视雨雪、温度等室外环境的影响，是目前可用于室外物流运输的一种比较高效可靠的AGV。

4G通讯系统，考虑到室外环境AP组网的复杂性，AGV和调度系统、调度系统和交通灯之间均采用4G通讯。

调度系统，一台上位机服务器，用于监控所有AGV的运行状态、执行任务下发、避让命令、路径分析、任务完成情况上报等工作。

视觉识别模块，采用RGB相机，识别交通灯的绿色通行标识，进而判断当前AGV是否可继续通行。

交通灯通讯控制模块，对交通灯进行改造，加入控制和4G通讯模块，采集交通灯的状态上报给调度系统，并根据调度系统的指示修改交通灯的状态。

本发明具有以下效果及优点：

1.采用预先插入避让功能点方式可确保一旦网络出现故障，AGV能够在避让点自动停下来，不会造成安全事故。

2.根据客户现场的条件和客户需求，对社会车辆的避让可采用对交通灯进行改造和视觉识别两种方式。对交通灯进行改造，加入通讯和控制模块，使得调度系统可以与交通灯进行反复握手通讯，增加了整个系统的灵活性和安全性；采用视觉识别的方式，无需对交通灯进行改造，适应性较好。

3.整个室外系统的通讯采用4G模块，无需考虑复杂的AP网络布设，也可为后期的远程监控提供方便。

4.整个避让系统(包括所有AGV和交通灯)受调度系统集中控制，调度系统实时采集各个单元的状态信息，对整个系统进行统一分析，同时调度系统也与客户的任务管理系统进行对接，提高了整个系统的效率和安全性。

附图说明

图1为本发明的室外型AGV交通避让装置整体结构图；

图2为本发明中视觉模块所识别的交通灯样式；

图3为AGV与AGV之间的避让方法示意图；

图4为AGV与AGV之间的避让方法流程图

图5为AGV在交通灯区域与社会车辆的避让方法流程图

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

附图1是本发明实施例提供的室外型AGV交通避让装置，具体包含惯性导航AGV、4G通讯系统、调度系统、视觉识别模块和交通灯通讯控制模块。其中惯性导航AGV是适合于室外运行的，本体具备防水和适应不同温度气候的一种室外型AGV；调度系统是整个避让系统的控制中枢，通过4G网络与所有模块进行实时通讯联系；视觉识别模块和交通灯通讯控制模块是为了与社会车辆进行避让，确保AGV能安全通过十字路口的模块，根据客户现场的需求二选一即可。

附图2是本发明提供的视觉识别模块所能识别的交通灯样式，考虑到行人的避让，要求具备前进、左转和右转三种模式。

附图3是本发明提供的AGV与AGV之间进行避让、插入避让等待功能点的示意图，具体为：2号AGV由C到A正在运行，1号AGV接收到从A到B的任务，这时二者的路径重叠部分如图颜色加黑部分所示，若1号AGV的优先级不高，则依据“先到先行”的原则，为1号AGV插入等待点N，1号AGV运行到N点时降速停止，等待2号AGV通过重叠避让区后，1号AGV再继续运行；若1号AGV的优先级很高，且2号AGV尚未进入避让区，则为2号AGV动态加入避让等待点M，1号AGV直接启动运行，2号AGV运行到M点停止等待1号AGV通过避让区域后，方能继续运行。

请参阅附图4，是本发明实施例提供的室外AGV与AGV之间的避让算法流程图，主要包含步骤S01、S02和S03，具体地：

S01：AGV接收到新的任务后，自动生成路径，并逐次遍历与其他正在运行AGV的剩余路径是否有重叠或者交叉部分，将这个区域定为避让区域；

S02：判断两辆AGV的优先级，正常境况下，正在运行的AGV优先级较高。向优先级低的AGV在避让区的前一个直线片段处插入一个避让等待功能点。

S03：AGV运行到避让功能点后，自动停止，等待调度系统的下一步指令；调度系统分析与该避让区关联的冲突AGV的位置和状态，分析当前AGV继续运行进入避让区是否会有相撞的可能，若能确保安全，则向等待的AGV下达通行命令。

附图5是本发明实施例提供的室外AGV与社会车辆避让的算法流程，采用改造交通灯，为交通灯加入控制和通讯模块的方式，主要包含步骤S01、S02和S03，具体地：

S01：AGV接收到新的任务后，自动生成路径，并自动关联路径通过的交通灯路口坐标，在距离交通灯区域1m的位置处添加避让等待功能点；

S02：判断AGV的优先级，若AGV的优先级不高，则AGV启动运行到避让等待功能点后降速停止，等待调度系统的通行指令，调度系统查询交通灯的状态，若安全，则发出通行命令。

S03：若AGV的优先级较高，则在距离交通灯区域10m的位置处添加通讯功能点，AGV运行到通讯功能点后主动向调度系统申请控制交通灯变换通行状态，调度系统向交通灯发出交通管制命令，交通灯变换完成后，给予调度系统安全通行的反馈信号，调度系统将此信号发送给AGV。若AGV收到此信号，则通过避让等待点时不停止，直接通过交通灯区域，否则在等待功能点降速停止，等待调度系统的通行指示。AGV通过交通灯区域后，上报调度系统，调度系统通知交通灯恢复正常管制。

以上对本发明实施例提供的一种适用于室外的AGV交通避让方法和配套的实现装置进行了详细介绍，相对于目前室内通用的避让方式，本发明考虑到了室外道路环境的复杂性，与行人和社会车辆避让的安全性问题，更适合于室外环境AGV的交通管制应用。

以上实施的说明只是用于帮助理解本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本发明说明书不应该理解为对本发明的限制，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关技术领域，均同理包含在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种室外型AGV交通避让方法，其特征在于：

a)分析当前接受任务的AGV与其他正在运行AGV的路径重叠区域，插入避让等待点；

b)AGV在避让等待点处停止等待，反复查询分析对应避让AGV的状态，判断可否通行；

c)特殊情况下，调度系统对正在运行的AGV预先插入避让功能点，确保当前优先级较高的AGV运行通畅；

d)在路口交通灯区域，根据AGV的优先级，主动控制修改或者遵循交通灯的通讯指示通行；

e)通过视觉识别技术，识别交通灯的通行标识，遵循标识通行。

其中步骤a)具体为：

1)遵循“先来后到”的原则，后车对前车进行主动避让，前车优先通行；

2)AGV接受任务生成到目的地点的路径，同时分析当前AGV的运行路径是否与其他活动AGV运行路径的剩余部分有重叠；

3)如果有重叠，计算重叠区域，在重叠区域的前一个直线片段插入一个避让等待功能点，并将功能点与对应的冲突AGV进行关联标记；

步骤b)具体为：

1)AGV运行到避让等待功能点时自动停止，等待调度系统的通行指令，调度系统定时汇总所有AGV的运行状态和位置，并根据避让区域内的AGV位置和状态，适时对等待的AGV下达通行命令；

2)调度系统分析冲突AGV的运动方向，如果是同向，且对方的位置满足在一定安全距离外，则后车AGV可以继续进入冲突区域；其他情况下，当前AGV优先级不高且运行节拍满足要求时，后车AGV在避让点等待前车通过。

步骤c)具体为：

1)如果当前AGV的优先级很高，在生成任务路径时，调度系统分析当前其他正在运行AGV的剩余路径，并向有冲突的AGV(尚未进入避让区)动态插入避让等待功能点，确保当前AGV的运行通畅。

2)如果当前工作节拍比较紧，AGV运行到避让等待点后，冲突AGV的运动方向与当前AGV的方向正好相反，在不考虑特殊优先级的情况下，若冲突AGV根据其当前速度运行到避让区的时间超过1分钟，当前AGV可优先进入避让区，同时上报调度系统，调度系统为冲突AGV在避让区外额外添加避让功能点。

步骤d)具体为：

1)对交通灯进行改造，加入控制模块和通讯模块，与调度系统进行交互通讯，可自主控制交通灯的颜色。

2)AGV优先级不高时，在生成路径时在距离交通灯区域1m的位置插入等待功能点，AGV运行到功能点后停止，等待调度系统的下一步指令，调度系统接收交通灯的状态信息，借此对AGV下达指令通行。

3)AGV优先级较高时，在距离交通灯区域10m处插入交通灯通讯功能点，在距离交通灯区域1m处插入等待功能点，AGV运行到通讯功能点时，上报调度系统，调度系统与交通灯进行紧急通讯，交通灯状态变化后，调度系统通知AGV，则此时AGV经过等待功能点时不停止，直接通过交通灯区域，通过后调度系统通知交通灯恢复正常。若调度系统未能及时通知AGV通行，则AGV在等待功能点降速停止，等待指令。

步骤e)具体为：

1)不需要对交通灯进行改造，AGV配备视觉识别模块，对交通灯的当前信号显示进行视觉模式识别；

2)AGV生成路径时，在交通灯区域前1m位置添加避让等待点，AGV运行到等待点停止，扫描信号灯，根据自己的运行方向，识别对应的信号灯通行标识。

2.如权利1所述的方法，其特征在于AGV接受任务时，自动生成路径，并分析当前路径与其他正在运行AGV的剩余路径是否有重叠部分，如果有重叠则根据优先级对当前AGV或者有冲突的AGV插入避让等待点，AGV运行到避让等待点后主动减速停止，等待调度系统指令，调度系统不断分析路径避让区域的AGV通行状态，视情况对正在等待的AGV发出通行命令。

3.如权利1所述的方法，其特征在于AGV与社会车辆的避让可采用改造控制交通灯的方式，在交通灯上加入控制模块和通讯模块，调度系统与交通灯根据等待AGV的诉求与相应的交通灯建立通讯连接，若AGV优先级不高，调度系统根据交通灯的状态指示AGV通行；若AGV优先级较高，调度系统提前通知交通灯改变状态以确保AGV的顺利通行。

4.如权利1所述的方法，其特征在于AGV与社会车辆的避让可采用在AGV上增加视觉识别模块，识别信号灯的通行标识来实现。AGV在交通灯区域前扫描交通灯状态，根据下一步的路径方向识别对应的信号灯指示(前进、左转、右转)，AGV自主判断是否可通行。

5.一种室外型AGV交通避让装置，其特征在于，所述装置包括如下五个部分：

惯性导航AGV，在地面埋设磁钉用于惯性导航的校准，无视雨雪、温度等室外环境的影响，是目前可用于室外物流运输的一种比较高效可靠的AGV。

4G通讯系统，考虑到室外环境AP组网的复杂性，AGV和调度系统、调度系统和交通灯之间均采用4G通讯。

调度系统，一台上位机服务器，用于监控所有AGV的运行状态、执行任务下发、避让命令、路径分析、任务完成情况上报等工作。

视觉识别模块，采用RGB相机，识别交通灯的绿色通行标识，进而判断当前AGV是否可继续通行。

交通灯通讯控制模块，对交通灯进行改造，加入控制和4G通讯模块，采集交通灯的状态上报给调度系统，并根据调度系统的指示修改交通灯的状态。