CN110455305A - 具有自主路径规划功能的agv小车控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及AGV小车技术领域，具体地说，涉及一种具有自主路径规划功能的AGV小车控制方法。其包括以下步骤：步骤S1、构建地图拓扑结构；步骤S2、上位机向AGV小车下发目标指令；步骤S3、AGV小车根据目标指令规划路径并移动至目标点。本发明能够较佳地实现对AGV小车的控制。
Description
技术领域
本发明涉及AGV小车技术领域，具体地说，涉及一种具有自主路径规划功能的AGV小车控制方法。
背景技术
AGV小车，指装备有电磁或光学等自动导引装置、能够沿规定的导引路径行驶、具有安全保护以及多种移载功能的运输车，其在工业应用中无需驾驶员，能够以可充电电池作为其动力来源。其能够通过上位机来控制其行进路线以及行为，或利用电磁轨道(electromagnetic path-following system)来设立其行进路线，电磁轨道黏贴於地板上，无人搬运车则依靠电磁轨道所带来的讯息进行移动与动作。
结合图1所示，传统方法中，为实现AGV小车的移动，通常是在AGV小车处设置车载控制器，通过上位机进行路径规划后将路径发送给车载控制器，之后车载控制器根据所接收的路径指令进行运动。该方式中，车载控制器通常由生产商固化至AGV小车处，车载控制器通常采用嵌入式系统或单片机系统，通过将控制程序下载至嵌入式系统或单片机系统处，通过控制程序的逻辑设置，实现对路径指令的解析以及控制AGV小车的运行。这其中，控制程序和地面的地图数据通常由生产商来提供和输入，这就使得，在使用者使用AGV小车的过程中，若遇到如因场地变化或者出现其他故障而需更改控制器里的地图或者其他数据时，需要AGV的生产商派技术人员到现场进行重新写入数据，在这个过程中不仅增加了使用方的资金成本，更增加了时间成本，对于AGV生产商也会形成很大的精力浪费。另外，由于现有AGV小车中，其多种运算均是由上位机来执行，比如在需要AGV小车执行某一指令时，需要在上位机处输入移动的坐标或者其他指令，由上位机计算和判断路径等，再将计算结果发送给AGV小车，车载控制器接收到该指令后进行执行；这就使得，当需要执行的指令过多或者过于集中时，上位机的负担会很重，这时就可能会出现指令出错或者系统崩溃等现象，甚而有可能导致整个执行系统的瘫痪。
发明内容
本发明提供了一种具有自主路径规划功能的AGV小车控制方法，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。
根据本发明的具有自主路径规划功能的AGV小车控制方法，其包括以下步骤：
步骤S1、构建地图拓扑结构；
步骤S2、上位机向AGV小车下发目标指令；
步骤S3、AGV小车根据目标指令规划路径并移动至目标点。
作为优选，步骤S1中，在AGV小车运行场地处设置多个近场通信点并分别编号，所述多个近场通信点共同构建地图拓扑结构，相邻近场通信点之间联通；AGV小车处设有传感器单元，传感器单元用于对近场通信点进行识别。
作为优选，所述多个近场通信点的信息作为参数化的配置文件存于AGV中，该文件包涵了近场通信点之间的拓扑结构关系。从而使得用户能够通过修改该拓扑关系进而修改地图，从而能够较佳地解决现有AGV小车存在的因地图固化而导致的用户修改地图较为困难的问题。
作为优选，传感器单元采用RFID传感器。
作为优选，步骤S3中，AGV小车通过指令处理单元对目标指令进行解析，AGV小车通过地图单元和定位单元对当前所处近场通信点的编号进行识别以实现对AGV小车当前位置的定位，AGV小车通过路径规划单元对行走路线进行规划，AGV小车通过驱动单元实现对AGV小车的驱动。
作为优选，路径规划单元在对行走路线进行规划时，基于局部最近原则和全局最近原则进行路径规划；其中，局部最近原则指AGV小车寻找与当前所处近场通信点最近的点，全局最近原则是指AGV小车寻找与目标点直线距离最近的路径。
作为优选，AGV小车根据路径规划单元所规划的路径逐点进行移动，且每移动至一近场通信点处时，通过传感器单元读取该近场通信点的编号并与所规划路径中的下一个目标点的编号进行比对，直至该近场通信点的编号与所规划路径的最后一个目标点的编号相同时，停止运行。
作为优选，步骤S2中，AGV小车处设物联网通信单元以实现与上位机间的数据交互。
作为优选，步骤S3中，AGV小车实时将自身状态上传至上位机处。
附图说明
图1为现有AGV控制系统的示意图；
图2为实施例1中的AGV控制系统的示意图；
图3为实施例1中的地图拓扑结构的示意图；
图4为实施例1中的路径规划的示意图。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。应当理解的是，实施例仅仅是对本发明进行解释而并非限定。
实施例1
如图2所示，本实施例提供了一种具有自主路径规划功能的AGV小车控制方法，其包括以下步骤：
步骤S1、构建地图拓扑结构；
步骤S2、上位机向AGV小车下发目标指令；
步骤S3、AGV小车根据目标指令规划路径并移动至目标点。
本实施例中，上位机只需要负责向AGV小车下发目标指令，而所有指令的解析、运算、执行、路径规划等过程，均在AGV小车处实现，从而能够有效地降低上位机的工作负荷。同时，通过构建图拓扑结构，能够将地图信息输入至上位机处，进而使得上位机能够知晓地图与小车之间的位置空间关系，这使得上位机能够选择目标点发送给AGV小车，进而使得AGV小车能够较佳地自主运行。其中，地图对上位机来说只具备知晓的功能，比如知道了目标点在地图空间中的位置。
另外，由于本实施例中，上位机能够通过知晓AGV小车在地图处的位置，并根据AGV小车的实时位置向AGV小车发送目标点信息，而后AGV小车在地图处的运行的控制逻辑和定位逻辑均在AGV小车处实现。故，使得用户能够较佳地通过参数化的地图拓扑关系配置文件自行变更地图，而不影响AGV小车的任何控制逻辑、定位逻辑等。
本实施例中，所述多个近场通信点的信息作为参数化的配置文件存于AGV中，该文件包涵了近场通信点之间的拓扑结构关系。从而使得用户能够通过修改该拓扑关系进而修改地图，从而能够较佳地解决现有AGV小车存在的因地图固化而导致的用户修改地图较为困难的问题。
结合图3所示，本实施例中，步骤S1中，在AGV小车运行场地处设置多个近场通信点并分别编号，所述多个近场通信点共同构建地图拓扑结构，相邻近场通信点之间联通；AGV小车处设有传感器单元，传感器单元用于对近场通信点进行识别。从而能够较佳地构建拓扑结构，以适应不同的场地环境。
本实施例中，传感器单元采用RFID传感器。
本实施例中，步骤S3中，AGV小车通过指令处理单元对目标指令进行解析，AGV小车通过地图单元和定位单元对当前所处近场通信点的编号进行识别以实现对AGV小车当前位置的定位，AGV小车通过路径规划单元对行走路线进行规划，AGV小车通过驱动单元实现对AGV小车的驱动。
本实施例中，路径规划单元在对行走路线进行规划时，基于局部最近原则和全局最近原则进行路径规划；其中，局部最近原则指AGV小车寻找与当前所处近场通信点最近的点，全局最近原则是指AGV小车寻找与目标点直线距离最近的路径。
结合图4所示，如当前位置点为m10，目标点为m16。则AGV小车在运行时，逐点进行判断，在起始点处时，依局部最近原则寻找与当前点临近的点中与目标直线距离最短的点，即点m02和点m18，并且能够规划处两条通达路径：；2、10-18-19-20-12-04-05-06-07-08-16。之后以全局最近原则能够将最终的路径规划为“1、10-02-03-04-05-06-07-08-16”。从而较佳地实现了路径的规划。
本实施例中，AGV小车根据路径规划单元所规划的路径逐点进行移动，且每移动至一近场通信点处时，通过传感器单元读取该近场通信点的编号并与所规划路径中的下一个目标点的编号进行比对，直至该近场通信点的编号与所规划路径的最后一个目标点的编号相同时，停止运行。
本实施例中，步骤S2中，AGV小车处设物联网通信单元以实现与上位机间的数据交互。
本实施例中，物联网通信单元能够基于TCP/IP的通用物联网通信交互协议进行数据通信，从而使得多种终端及上层系统均能够与AGV小车进行通信。这就使得：
1、AGV小车能够与具备基于TCP/IP的通用物联网通信交互协议的整个生产或控制系统进行信息数据交互，如AGV小车的自身状态信息、外界终端的转态信息等，从而能够较佳地实现设备间的信息互通，便于AGV小车根据不同终端的当前状态进行自主决策；
2、AGV小车能够与具备基于TCP/IP的通用物联网通信交互协议的整个生产或控制系统进行控制指令的交互，从而使得在存在多AGV小车的环境下，不同AGV小车间能够较佳地实现协同交互，如规划路径时能够避开已经被其他AGV小车占用的路径点、让任务优先级较高的AGV小车优先通过等。
本实施例中，步骤S3中，AGV小车实时将自身状态上传至上位机处。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.具有自主路径规划功能的AGV小车控制方法，其包括以下步骤：
步骤S1、构建地图拓扑结构；
步骤S2、上位机向AGV小车下发目标指令；
步骤S3、AGV小车根据目标指令规划路径并移动至目标点。
2.根据权利要求1所述的具有自主路径规划功能的AGV小车控制方法，其特征在于：步骤S1中，在AGV小车运行场地处设置多个近场通信点并分别编号，所述多个近场通信点共同构建地图拓扑结构，相邻近场通信点之间联通；AGV小车处设有传感器单元，传感器单元用于对近场通信点进行识别。
3.根据权利要求2所述的具有自主路径规划功能的AGV小车控制方法，其特征在于：传感器单元采用RFID传感器。
4.根据权利要求2所述的具有自主路径规划功能的AGV小车控制方法，其特征在于：步骤S3中，AGV小车通过指令处理单元对目标指令进行解析，AGV小车通过地图单元和定位单元对当前所处近场通信点的编号进行识别以实现对AGV小车当前位置的定位，AGV小车通过路径规划单元对行走路线进行规划，AGV小车通过驱动单元实现对AGV小车的驱动。
5.根据权利要求4所述的具有自主路径规划功能的AGV小车控制方法，其特征在于：路径规划单元在对行走路线进行规划时，基于局部最近原则和全局最近原则进行路径规划；其中，局部最近原则指AGV小车寻找与当前所处近场通信点最近的点，全局最近原则是指AGV小车寻找与目标点直线距离最近的路径。
6.根据权利要求5所述的具有自主路径规划功能的AGV小车控制方法，其特征在于：AGV小车根据路径规划单元所规划的路径逐点进行移动，且每移动至一近场通信点处时，通过传感器单元读取该近场通信点的编号并与所规划路径中的下一个目标点的编号进行比对，直至该近场通信点的编号与所规划路径的最后一个目标点的编号相同时，停止运行。
7.根据权利要求1所述的具有自主路径规划功能的AGV小车控制方法，其特征在于：步骤S2中，AGV小车处设物联网通信单元以实现与上位机间的数据交互。
8.根据权利要求1所述的具有自主路径规划功能的AGV小车控制方法，其特征在于：步骤S3中，AGV小车实时将自身状态上传至上位机处。
9.根据权利要求1所述的具有自主路径规划功能的AGV小车控制方法，其特征在于：所述多个近场通信点的信息作为参数化的配置文件存于AGV中，该文件包涵了近场通信点之间的拓扑结构关系。
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