CN110780651B - Agv调度系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及AGV技术领域，本发明旨在解决现有的AGV调度控制系统在中央调度系统发生异常或出现故障后使整个系统陷入瘫痪的问题，提出一种AGV调度系统，包括：主控制系统、第一通信模块和多个AGV单元，所述AGV单元包括：AGV小车、传感器模块、导航模块、第二通信模块、协商模块和控制模块，所述主控制系统通过第一通信模块分别与每个AGV单元的协商模块连接，所述传感器模块、协商模块和导航模块分别与控制模块连接，每个AGV单元的协商模块通过第二通信模块相互连接。本发明无需依赖中央调度系统进行任务分配，避免了中央调度系统发生异常或出现故障后使整个系统陷入瘫痪的问题。

Description

AGV调度系统及方法
技术领域
本发明涉及AGV技术领域，具体来说涉及一种AGV调度系统及方法。
背景技术
动导引运输车(Automated Guided Vehicle，简称AGV)是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，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，AGV属于轮式移动机器人(Wheeled Mobile Robot，简称WMR)的范畴。工业应用中不需驾驶员的搬运车，以可充电之蓄电池为其动力来源。一般可透过电脑来控制其行进路线以及行为，或利用电磁轨道(electromagneticpath-followingsystem)来设立其行进路线，电磁轨道粘贴于地板上，无人搬运车则依循电磁轨道所带来的讯息进行移动与动作。
现有实现AGV调度的控制系统主要包括主控制系统、中央调度系统和通信系统构成，调度的主要方法为：技术人员通过主控制系统下发新任务，中央调度系统对各AGV的状态进行监控，如执行任务状态和位置状态等，并根据各AGV小车的状态，将新任务分配至可执行该新任务的最优AGV小车，以提高AGV的利用率和效率，但是，这种AGV调度方式一旦中央调度系统发生异常或出现故障，整个AGV系统将会陷入瘫痪，所有AGV小车将无法接收并执行新的任务，影响生产效率。
发明内容
本发明旨在解决现有的AGV调度控制系统在中央调度系统发生异常或出现故障后使整个系统陷入瘫痪的问题，提出一种AGV调度系统及方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：AGV调度系统，包括：主控制系统、第一通信模块和多个AGV单元，其特征在于，所述AGV单元包括：AGV小车、传感器模块、导航模块、第二通信模块、协商模块和控制模块，所述主控制系统通过第一通信模块分别与每个AGV单元的协商模块连接，所述传感器模块、协商模块和导航模块分别与控制模块连接，每个AGV单元的协商模块通过第二通信模块相互连接；
所述主控制系统，用于通过第一通信模块向每个AGV单元的协商模块下发任务信息；
所述传感器模块，用于检测对应AGV小车的状态信息，并将所述状态信息发送至对应的协商模块；
所述协商模块，用于接收任务信息和对应AGV小车的状态信息，根据对应AGV小车的状态信息与其他AGV单元的协商模块互相协商获得可执行该任务的最优AGV单元，并将所述任务信息发送至最优AGV单元的控制模块；
所述导航模块，用于在对应控制模块接收任务信息后，生成与任务信息相关的导航信息，并将所述导航信息发送至对应的控制模块；
所述控制模块，用于接收任务信息和导航信息，根据导航信息生成相应的控制信号，并将所述控制信号发送至AGV小车；
所述AGV小车，用于接收控制信号，并根据控制信号行驶，执行相应任务。
进一步的，为确定可执行任务的最优AGV单元，所述根据对应AGV小车的状态信息与其他AGV单元的协商模块互相协商获得可执行该任务的最优AGV单元具体为：
所述协商模块根据接收的任务信息和对应AGV小车的状态信息，通过边缘计算确定对应AVG小车执行任务的参数信息，根据AGV小车执行任务的最优参数信息获得可执行该任务的最优AGV单元。
进一步的，为提高AGV小车的利用率，所述参数信息包括：执行任务的距离或等待执行任务的时间，所述最优参数信息包括：执行任务的距离最近或等待执行任务的时间最短。
进一步的，为实现对AGV小车状态的全面检测，所述传感器模块至少包括：货物检测传感器和位置检测传感器；
所述货物检测传感器，用于检测AGV小车是否载有货物；
所述位置检测传感器，用于检测AGV小车的位置信息。
进一步的，为实现对AGV小车的位置检测，所述位置检测传感器为激光传感器或雷达传感器。
进一步的，为实现对AGV小车的故障检测，所述AGV单元还包括故障检测模块和报警模块，所述故障检测模块和报警模块分别与对应的控制模块连接；
所述故障检测模块，用于实时检测AGV小车是否发生故障，若是，则将故障信息发送至控制模块；
所述控制模块还用于接收故障信息后，向报警模块发送报警信息；
所述报警模块，用于接收报警信息后发出报警。
本发明还提出一种AGV调度方法，包括以下步骤：
步骤1.主控制系统通过第一通信模块向每个AGV单元的协商模块下发任务信息；
步骤2.每个AGV单元的传感器模块检测对应AGV小车的状态信息，并将所述状态信息发送至对应的协商模块；
步骤3.每个AGV单元的协商模块接收任务信息和对应AGV小车的状态信息后，根据对应AGV小车的状态信息与其他AGV单元的协商模块互相协商获得可执行该任务的最优AGV单元，并将所述任务信息发送至最优AGV单元的控制模块；
步骤4.每个AGV单元的导航模块在对应控制模块接收任务信息后，生成与任务信息相关的导航信息，并将所述导航信息发送至对应的控制模块；
步骤5.最优AGV单元的控制模块接收任务信息和导航信息后，根据导航信息生成相应的控制信号，并将所述控制信号发送至AGV小车；
步骤6.AGV小车接收控制信号后，根据控制信号行驶，执行相应任务。
进一步的，所述根据对应AGV小车的状态信息与其他AGV单元的协商模块互相协商获得可执行该任务的最优AGV单元具体为：
所述协商模块根据接收的任务信息和对应AGV小车的状态信息，通过边缘计算确定对应AGV小车执行任务的参数信息，根据AVG小车执行任务的最优参数信息获得可执行该任务的最优AGV单元。
进一步的，所述检测对应AGV小车的状态信息至少包括：检测AGV小车是否载有货物，以及检测AGV小车的位置信息。
进一步的，还包括：
实时检测AGV小车是否发生故障，若是，则将故障信息发送至控制模块，所述控制模块在接收故障信息后，向报警模块发送报警信息，所述报警模块在接收报警信息后发出报警。
本发明的有益效果是：本发明所述的AGV调度系统及方法，通过在每个AGV单元设置对应的协商模块，各AGV单元的协商模块通过互相协商确认相互的动向及当期状态及位置来确定执行任务的最优AGV单元，无需依赖中央调度系统的分配，避免了在中央调度系统发生异常或出现故障后使整个系统陷入瘫痪的问题，此外，当AGV单元发生异常时，能够自动退出生产，提高了AGV的利用率，缩短因系统异常导致的停线时间，提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明实施例所述的AGV调度系统的结构示意图；
图2为本发明实施例所述的AGV单元的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的实施方式进行详细描述。
本发明所述的AGV调度系统，包括：主控制系统、第一通信模块和多个AGV单元，所述AGV单元包括：AGV小车、传感器模块、导航模块、第二通信模块、协商模块和控制模块，所述主控制系统通过第一通信模块分别与每个AGV单元的协商模块连接，所述传感器模块、协商模块和导航模块分别与控制模块连接，每个AGV单元的协商模块通过第二通信模块相互连接；所述主控制系统，用于通过第一通信模块向每个AGV单元的协商模块下发任务信息；所述传感器模块，用于检测对应AGV小车的状态信息，并将所述状态信息发送至对应的协商模块；所述协商模块，用于接收任务信息和对应AGV小车的状态信息，根据对应AGV小车的状态信息与其他AGV单元的协商模块互相协商获得可执行该任务的最优AGV单元，并将所述任务信息发送至最优AGV单元的控制模块；所述导航模块，用于在对应控制模块接收任务信息后，生成与任务信息相关的导航信息，并将所述导航信息发送至对应的控制模块；所述控制模块，用于接收任务信息和导航信息，根据导航信息生成相应的控制信号，并将所述控制信号发送至AGV小车；所述AGV小车，用于接收控制信号，并根据控制信号行驶，执行相应任务。
具体而言，当有新任务时，技术人员通过主控制系统下发新任务，主控制系统再通过第一通信模块将新任务分别下发至每个AGV单元的协商模块，每个协商模块根据各自AGV单元的传感器模块检测的AGV状态信息，以及接收的新任务的任务信息，互相协商确定可执行该新任务的最优AGV单元，并将该新任务的任务信息发送至最优AGV单元的控制模块，在AGV单元的控制模块收到新任务的任务信息后，该AGV单元的导航模块根据自身状态生成与该任务信息相关的导航信息，该AGV单元的控制模块根据该导航信息生成对应的控制信号，控制该AGV单元的AGV小车行驶，执行该新任务。
实施例
本发明实施例所述的AGV调度系统，如图1所示，包括：主控制系统、第一通信模块和多个AGV单元，所述AGV单元如图2所示，包括：AGV小车、传感器模块、导航模块、第二通信模块、协商模块和控制模块，所述主控制系统通过第一通信模块分别与每个AGV单元的协商模块连接，所述传感器模块、协商模块和导航模块分别与控制模块连接，每个AGV单元的协商模块通过第二通信模块相互连接；
所述主控制系统，用于通过第一通信模块向每个AGV单元的协商模块下发任务信息；
所述传感器模块，用于检测对应AGV小车的状态信息，并将所述状态信息发送至对应的协商模块；
所述协商模块，用于接收任务信息和对应AGV小车的状态信息，根据对应AGV小车的状态信息与其他AGV单元的协商模块互相协商获得可执行该任务的最优AGV单元，并将所述任务信息发送至最优AGV单元的控制模块；
所述导航模块，用于在对应控制模块接收任务信息后，生成与任务信息相关的导航信息，并将所述导航信息发送至对应的控制模块；
所述控制模块，用于接收任务信息和导航信息，根据导航信息生成相应的控制信号，并将所述控制信号发送至AGV小车；
所述AGV小车，用于接收控制信号，并根据控制信号行驶，执行相应任务。
具体而言，当有新任务时，技术人员通过主控制系统下发新任务，主控制系统再通过第一通信模块将新任务分别下发至每个AGV单元的协商模块，每个协商模块根据各自AGV单元的传感器模块检测的AGV状态信息，以及接收的新任务的任务信息，互相协商确定可执行该新任务的最优AGV单元，并将该新任务的任务信息发送至最优AGV单元的控制模块，在AGV单元的控制模块收到新任务的任务信息后，该AGV单元的导航模块根据自身状态生成与该任务信息相关的导航信息，该AGV单元的控制模块根据该导航信息生成对应的控制信号，控制该AGV单元的AGV小车行驶，执行该新任务。
其中，传感器模块可以包括：货物检测传感器和位置检测传感器，货物检测传感器如重量传感器，用于检测AGV小车是否载有货物，位置检测传感器如激光传感器或雷达传感器，激光传感器主要是利用激光的不发散性对AGV小车所处的位置精确定位，雷达传感器主要是利用雷达反射原理对AGV小车所处的位置精确定位，均是用于检测AGV小车的位置信息。
可选的，每个AGV单元还可以包括数据管理模块，用于存储现场路径、已执行任务信息、正在执行任务信息和待执行任务信息。在协商模块相互协商获得可执行任务的最优AGV单元时，还可根据管理模块存储的正在执行任务信息和待执行任务信息获得可执行任务的最优AGV单元。
具体而言，根据对应AGV小车的状态信息与其他AGV单元的协商模块互相协商获得可执行该任务的最优AGV单元具体为：
所有协商模块内置统一算法，根据接收的任务信息和对应AGV小车的状态信息，通过边缘计算确定对应AVG小车执行任务的参数信息，根据AVG小车执行任务的最优参数信息获得可执行该任务的最优AGV单元。
边缘计算是指在靠近物或数据源头的一侧，采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台，就近提供最近端服务。其应用程序在边缘侧发起，产生更快的网络服务响应，满足行业在实时业务、应用智能、安全与隐私保护等方面的基本需求。在本发明实施例中，边缘计算是指每个协商模块针对各自的AGV单元的状态信息以及新任务的任务信息，确定各自AGV单元执行任务的参数信息，进而取代现有技术中，所有的AGV单元均通过中央调度系统确定每个AGV单元执行任务的参数信息，提高了数据处理效率，减轻了云端负荷。
每个协商模块确定各自AGV单元执行任务的参数信息后，通过第二通信模块进行相互协商，确定最优参数信息，其中，参数信息可以是：执行任务的距离或等待执行任务的时间，相应的，为了提高AGV的利用率，最优参数信息可以是：执行任务的距离最近或等待执行任务的时间最短。
基于上述技术方案，本发明实施例还提出一种AGV调度方法，包括以下步骤：
步骤1.主控制系统通过第一通信模块向每个AGV单元的协商模块下发任务信息；
步骤2.每个AGV单元的传感器模块检测对应AGV小车的状态信息，并将所述状态信息发送至对应的协商模块；
步骤3.每个AGV单元的协商模块接收任务信息和对应AGV小车的状态信息后，根据对应AGV小车的状态信息与其他AGV单元的协商模块互相协商获得可执行该任务的最优AGV单元，并将所述任务信息发送至最优AGV单元的控制模块；
步骤4.每个AGV单元的导航模块在对应控制模块接收任务信息后，生成与任务信息相关的导航信息，并将所述导航信息发送至对应的控制模块；
步骤5.最优AGV单元的控制模块接收任务信息和导航信息后，根据导航信息生成相应的控制信号，并将所述控制信号发送至AGV小车；
步骤6.AGV小车接收控制信号后，根据控制信号行驶，执行相应任务。
可选的，所述根据对应AGV小车的状态信息与其他AGV单元的协商模块互相协商获得可执行该任务的最优AGV单元具体为：
所述协商模块根据接收的任务信息和对应AGV小车的状态信息，通过边缘计算确定对应AGV小车执行任务的参数信息，根据AVG小车执行任务的最优参数信息获得可执行该任务的最优AGV单元。
可选的，所述检测对应AGV小车的状态信息至少包括：检测AGV小车是否载有货物，以及检测AGV小车的位置信息。
可选的，还包括：实时检测AGV小车是否发生故障，若是，则将故障信息发送至控制模块，所述控制模块在接收故障信息后，向报警模块发送报警信息，所述报警模块在接收报警信息后发出报警。
可以理解，本发明实施例所述的AGV调度方法是基于所述AGV调度系统实现的调度方法，对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的系统相对应，所以描述的较为简单，相关之处参见系统的部分说明即可。由于上述AGV调度系统能够解决现有AGV调度控制系统在中央调度系统发生异常或出现故障后使整个系统陷入瘫痪的问题，因此，上述AGV调度方法同样能够解决现有AGV调度控制系统在中央调度系统发生异常或出现故障后使整个系统陷入瘫痪的问题。

Claims (10)

1.AGV调度系统，包括：主控制系统、第一通信模块和多个AGV单元，其特征在于，所述AGV单元包括：AGV小车、传感器模块、导航模块、第二通信模块、协商模块和控制模块，所述主控制系统通过第一通信模块分别与每个AGV单元的协商模块连接，所述传感器模块、协商模块和导航模块分别与控制模块连接，每个AGV单元的协商模块通过第二通信模块相互连接；
所述主控制系统，用于通过第一通信模块向每个AGV单元的协商模块下发任务信息；
所述传感器模块，用于检测对应AGV小车的状态信息，并将所述状态信息发送至对应的协商模块；
所述协商模块，用于接收任务信息和对应AGV小车的状态信息，根据对应AGV小车的状态信息与其他AGV单元的协商模块互相协商获得可执行该任务的最优AGV单元，并将所述任务信息发送至最优AGV单元的控制模块；
所述导航模块，用于在对应控制模块接收任务信息后，生成与任务信息相关的导航信息，并将所述导航信息发送至对应的控制模块；
所述控制模块，用于接收任务信息和导航信息，根据导航信息生成相应的控制信号，并将所述控制信号发送至AGV小车；
所述AGV小车，用于接收控制信号，并根据控制信号行驶，执行相应任务。
2.如权利要求1所述的AGV调度系统，其特征在于，所述根据对应AGV小车的状态信息与其他AGV单元的协商模块互相协商获得可执行该任务的最优AGV单元具体为：
所述协商模块根据接收的任务信息和对应AGV小车的状态信息，通过边缘计算确定对应AVG小车执行任务的参数信息，根据AGV小车执行任务的最优参数信息获得可执行该任务的最优AGV单元。
3.如权利要求2所述的AGV调度系统，其特征在于，所述参数信息包括：执行任务的距离或等待执行任务的时间，所述最优参数信息包括：执行任务的距离最近或等待执行任务的时间最短。
4.如权利要求1所述的AGV调度系统，其特征在于，所述传感器模块至少包括：货物检测传感器和位置检测传感器；
所述货物检测传感器，用于检测AGV小车是否载有货物；
所述位置检测传感器，用于检测AGV小车的位置信息。
5.如权利要求4所述的AGV调度系统，其特征在于，所述位置检测传感器为激光传感器或雷达传感器。
6.如权利要求1所述的AGV调度系统，其特征在于，所述AGV单元还包括故障检测模块和报警模块，所述故障检测模块和报警模块分别与对应的控制模块连接；
所述故障检测模块，用于实时检测AGV小车是否发生故障，若是，则将故障信息发送至控制模块；
所述控制模块还用于接收故障信息后，向报警模块发送报警信息；
所述报警模块，用于接收报警信息后发出报警。
7.AGV调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1.主控制系统通过第一通信模块向每个AGV小车的协商模块下发任务信息；
步骤2.每个AGV单元的传感器模块检测对应AGV小车的状态信息，并将所述状态信息发送至对应的协商模块；
步骤3.每个AGV单元的协商模块接收任务信息和对应AGV小车的状态信息后，根据对应AGV小车的状态信息与其他AGV单元的协商模块互相协商获得可执行该任务的最优AGV单元，并将所述任务信息发送至最优AGV单元的控制模块；
步骤4.每个AGV单元的导航模块在对应控制模块接收任务信息后，生成与任务信息相关的导航信息，并将所述导航信息发送至对应的控制模块；
步骤5.最优AGV单元的控制模块接收任务信息和导航信息后，根据导航信息生成相应的控制信号，并将所述控制信号发送至AGV小车；
步骤6.AGV小车接收控制信号后，根据控制信号行驶，执行相应任务。
8.如权利要求7所述的AGV调度方法，其特征在于，所述根据对应AGV小车的状态信息与其他AGV单元的协商模块互相协商获得可执行该任务的最优AGV单元具体为：
所述协商模块根据接收的任务信息和对应AGV小车的状态信息，通过边缘计算确定对应AVG小车执行任务的参数信息，根据AGV小车执行任务的最优参数信息获得可执行该任务的最优AGV单元。
9.如权利要求7所述的AGV调度方法，其特征在于，所述检测对应AGV小车的状态信息至少包括：检测AGV小车是否载有货物，以及检测AGV小车的位置信息。
10.如权利要求7所述的AGV调度方法，其特征在于，还包括：
实时检测AGV小车是否发生故障，若是，则将故障信息发送至控制模块，所述控制模块在接收故障信息后，向报警模块发送报警信息，所述报警模块在接收报警信息后发出报警。
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