CN111401617A - 一种基于时间预测的agv调度方法及系统 - Google Patents

一种基于时间预测的agv调度方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于时间预测的AGV调度方法及系统，用于对交叉重合路线区间内同时作业的多辆AGV进行调度，方法包括以下步骤：S1.任务路线设定：按任务的起始位置对AGV的路线进行规划及设定；S2.路线拆分：把设定的任务路线拆分成若干路线区间；S3.预测时间：计算AGV进入每段路线区间的到达时间及离开时间：S4.查找重合路线区间：根据每段路线区间中AGV的到达时间及离开时间筛选出现多辆AGV交叉重合的路线区间；S5.AGV调度：根据到达时间对重合路线区间内交叉重合的AGV进行调度。本发明实现了多个AGV并行，使AGV工作效率最大化，极大地提高了AGV的搬运效率。

Description

一种基于时间预测的AGV调度方法及系统
技术领域
本发明涉及一种基于时间预测的AGV调度方法及系统，属于网源协调控制技术领域。
背景技术
随着物流行业智能化发展，目前AGV(Automated Guided Vehicle，自动导引运输车)的智能化程度很高：无需人驾驶，可沿指定路径完成搬运任务。为了追求更高效的搬运效率，往往多辆AGV同时作业，不可避免的在某个区域内会出现多辆AGV同时执行任务。
为了避免同一区域内执行任务的多辆AGV发生碰撞，往往设定AGV方圆一定范围内有障碍物时，AGV会停止。当某一AGV方圆一定范围内的障碍物是其他AGV时，两辆AGV均停止，会导致这两个AGV停止搬运作业，影响两者的搬运效率。至于什么时候继续行驶执行任务，两个AGV本身没有自主判断能力。若没有有效的调度，AGV会一直停止工作，逐渐导致更多的AGV停止作业，极大的影响AGV的作业效率。
因此，需要一种有效的调度措施，来应对多个AGV相遇导致这几个AGV停止作业、甚至出现碰撞、大面积AGV停工的状况。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种基于时间预测的AGV调度方法及系统，能够实现多个AGV并行作业，且使AGV工作效率最大化，从而极大地提高AGV的搬运效率。
本发明解决其技术问题采取的技术方案是：
一方面，本发明实施例提供的一种基于时间预测的AGV调度方法，用于对交叉重合路线区间内同时作业的多辆AGV进行调度，所述调度方法包括以下步骤：
S1.任务路线设定：按任务的起始位置对AGV的路线进行规划及设定；
S2.路线拆分：把设定的任务路线拆分成若干路线区间；
S3.预测时间：计算AGV进入每段路线区间的到达时间及离开时间：
S4.查找重合路线区间：根据每段路线区间中AGV的到达时间及离开时间筛选出现多辆AGV交叉重合的路线区间；
S5.AGV调度：根据到达时间对重合路线区间内交叉重合的AGV进行调度。
作为本实施例一种可能的实现方式，在路线拆分过程中，根据AGV尺寸参数进行拆分任务路线；和/或，根据路线形状特征进行拆分任务路线；和/或，根据行驶属性进行拆分任务路线。
作为本实施例一种可能的实现方式，根据路线形状特征进行拆分任务路线具体为：对任务路线的直线段按照距离进行拆分；圆弧段和曲线段按照距离和角度进行拆分。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述行驶属性包括：最高速度、加速度和结束速度。
作为本实施例一种可能的实现方式，任务路线中的所有路线区间首尾连接，AGV在每个路线区间有起始速度和结束速度。
作为本实施例一种可能的实现方式，两个相邻线路区间之间方向不变的，上一段线路区间的结束速度就是下一段线路区间的起始速度，两个相邻路线区间的衔接处有转向的，下一段线路区间的起始速度从0开始。
作为本实施例一种可能的实现方式，在预测时间过程中：根据起始速度和结束速度并调用AGV的加速度进行计算AGV进入每段路线区间的到达时间及离开时间。
作为本实施例一种可能的实现方式，在预测时间过程中：到达时间是基于AGV的当前行驶状态、当前路线区间属性及未来路线区间属性进行实时动态预测。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述AGV的当前行驶状态包括：当前车速V、加速度a、以及车辆当前行驶状态。
作为本实施例一种可能的实现方式，在预测时间过程中：车辆当前行驶状态为停止状态的，每停止1秒，预测的达时间及离开时间均推迟1秒。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述AGV调度的过程包括以下步骤：
S51.对比重合路线区间内AGV的预计到达时间，并根据优先级对AGV进行排序；
S52.对进入重合路线区间的到达时间有重合的AGV，允许到第一优先级的AGV先行，禁止其它AGV进入重合路线区间；
S53.重复执行步骤S52，对进入重合路线区间的其它AGV按照优先级依次放行，直至最后一个AGV通过离开重合路线区间为止。
作为本实施例一种可能的实现方式，在根据优先级对AGV进行排序过程中，第一优先级的AGV的预测到达时间早于其它AGV；或者第一优先级的AGV当前速度大于其它AGV；或者第一优先级的AGV的任务优先级高于其它AGV。
作为本实施例一种可能的实现方式，到达时间重合是指：两个AGV到达某一重合路线区间的时间差的绝对值≤T。
作为本实施例一种可能的实现方式，周期性重复执行步骤S3至S5，重复周期为30-70mS。
另一方面，本发明实施例提供的一种基于时间预测的AGV调度系统，用于对交叉重合路线区间内同时作业的多辆AGV进行调度，所述调度系统包括：
任务路线设定模块，用于按任务的起始位置对AGV的路线进行规划及设定；
路线拆分模块，用于把设定的任务路线拆分成若干路线区间；
时间预测模块，用于计算AGV进入每段路线区间的到达时间及离开时间：
重合路线区间查找模块，用于根据每段路线区间中AGV的到达时间及离开时间筛选出现多辆AGV交叉重合的路线区间；
AGV调度模块，用于根据到达时间对重合路线区间内交叉重合的AGV进行调度。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述路线拆分模块包括：
AGV尺寸参数拆分模块，用于根据AGV尺寸参数进行拆分任务路线；
路线形状特征拆分模块，用于根据路线形状特征进行拆分任务路线；
行驶属性拆分模块，用于根据行驶属性进行拆分任务路线。
作为本实施例一种可能的实现方式，根据路线形状特征进行拆分任务路线具体为：对任务路线的直线段按照距离进行拆分；圆弧段和曲线段按照距离和角度进行拆分。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述行驶属性包括：最高速度、加速度和结束速度。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述任务路线中的所有路线区间首尾连接，AGV在每个路线区间有起始速度和结束速度。
作为本实施例一种可能的实现方式，两个相邻线路区间之间方向不变的，上一段线路区间的结束速度就是下一段线路区间的起始速度，两个相邻路线区间的衔接处有转向的，下一段线路区间的起始速度从0开始。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述时间预测模块根据起始速度和结束速度并调用AGV的加速度进行计算AGV进入每段路线区间的到达时间及离开时间。
作为本实施例一种可能的实现方式，在计算AGV进入每段路线区间的到达时间及离开时间中：到达时间是基于AGV的当前行驶状态、当前路线区间属性及未来路线区间属性进行实时动态预测。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述AGV的当前行驶状态包括：当前车速V、加速度a、以及车辆当前行驶状态。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述车辆当前行驶状态为停止状态的，每停止1秒，预测的达时间及离开时间均推迟1秒。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述AGV调度模块包括：
排序模块，用于对比重合路线区间内AGV的预计到达时间，并根据优先级对AGV进行排序；
第一放行模块，用于对进入重合路线区间的到达时间有重合的AGV，允许到第一优先级的AGV先行，禁止其它AGV进入重合路线区间；
第二放行模块，用于重复执行第一放行模块的功能，对进入重合路线区间的其它AGV按照优先级依次放行，直至最后一个AGV通过离开重合路线区间为止。
作为本实施例一种可能的实现方式，到达时间重合是指：两个AGV到达某一重合路线区间的时间差的绝对值≤T。
作为本实施例一种可能的实现方式，在根据优先级对AGV进行排序过程中，第一优先级的AGV的预测到达时间早于其它AGV；或者第一优先级的AGV当前速度大于其它AGV；或者第一优先级的AGV的任务优先级高于其它AGV。
本发明实施例的技术方案可以具有的有益效果如下：
本发明实施例的技术方案的一种基于时间预测的AGV调度方法，在对交叉重合路线区间内同时作业的多辆AGV进行调度的过程通过任务路线设定；路线拆分、预测时间、查找重合路线区间和AGV调度等步骤来实现，解决了多个AGV相遇导致AGV停止作业、甚至出现碰撞、大面积AGV停工的问题，实现了多个AGV并行，使AGV工作效率最大化，极大地提高了AGV的搬运效率。
本发明实施例的技术方案的一种基于时间预测的AGV调度系统，与本发明的调度方法具有相同有益效果。
附图说明：
图1是根据一示例性实施例示出的一种基于时间预测的AGV调度方法的流程图；
图2是根据一示例性实施例示出的一种基于时间预测的AGV调度系统的结构图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明：
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
图1是根据一示例性实施例示出的一种基于时间预测的AGV调度方法的流程图。如图1所示，本发明实施例提供的一种基于时间预测的AGV调度方法，用于对交叉重合路线区间内同时作业的多辆AGV进行调度，所述调度方法包括以下步骤：
S1.任务路线设定：按任务的起始位置对AGV的路线进行规划及设定；
S2.路线拆分：把设定的任务路线拆分成若干路线区间；
S3.预测时间：计算AGV进入每段路线区间的到达时间及离开时间；
S4.查找重合路线区间：根据每段路线区间中AGV的到达时间及离开时间筛选出现多辆AGV交叉重合的路线区间；
S5.AGV调度：根据到达时间对重合路线区间内交叉重合的AGV进行调度。
作为本实施例一种可能的实现方式，在路线拆分过程中，每次任务接入的AGV是随机的，且AGV的尺寸不相同，可以根据AGV尺寸参数进行拆分任务路线；和/或，任务路线经过的路线形状有直线、圆弧和曲线等，可以根据路线形状特征进行拆分任务路线；和/或，AGV在每个路线区间的行驶速度是按照路线的行驶属性来行驶，还可以根据行驶属性进行拆分任务路线。
作为本实施例一种可能的实现方式，根据路线形状特征进行拆分任务路线具体为：对任务路线的直线段按照距离进行拆分；圆弧段和曲线段按照距离和角度进行拆分。
作为本实施例一种可能的实现方式，每个路线区间均有行驶属性，所述行驶属性包括：最高速度、加速度和结束速度。
作为本实施例一种可能的实现方式，任务路线中的所有路线区间首尾连接，AGV在每个路线区间有起始速度和结束速度。
作为本实施例一种可能的实现方式，两个相邻线路区间之间方向不变的，上一段线路区间的结束速度就是下一段线路区间的起始速度，两个相邻路线区间的衔接处有转向的，下一段线路区间的起始速度从0开始。
作为本实施例一种可能的实现方式，在预测时间过程中：根据起始速度和结束速度并调用AGV的加速度进行计算AGV进入每段路线区间的到达时间及离开时间。AGV行走的加速度参数(而速度、最大速度、最小速度是路线区间的属性。不是AGV属性，但AGV有一个最高速度属性[由机械电气决定，一般情况下都高于所实施的路线区间设定速度]，在这里不作为AGV行驶速度的限定条件)是AGV本身参数，通过无线通讯(例如WIFI)将AGV的这些参数传到调度平台/系统，预测时间时，调用AGV的加速度参数。
作为本实施例一种可能的实现方式，在预测时间过程中：到达时间是基于AGV的当前行驶状态、当前路线区间属性及未来路线区间属性进行实时动态预测。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述AGV的当前行驶状态包括：当前车速V、加速度a、以及车辆当前行驶状态。AGV的当前行驶状态需要实时传送到调度平台/系统。
作为本实施例一种可能的实现方式，在预测时间过程中：车辆当前行驶状态为停止状态的，每停止1秒，预测的达时间及离开时间均推迟1秒。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述AGV调度的过程包括以下步骤：
S51.对比重合路线区间内AGV的预计到达时间，并根据优先级对AGV进行排序；
S52.对进入重合路线区间的到达时间有重合的AGV，允许到第一优先级的AGV先行，禁止其它AGV进入重合路线区间；
S53.重复执行步骤S52，对进入重合路线区间的其它AGV按照优先级依次放行，直至最后一个AGV通过离开重合路线区间为止。
作为本实施例一种可能的实现方式，在根据优先级对AGV进行排序过程中，第一优先级的AGV的预测到达时间早于其它AGV；或者第一优先级的AGV当前速度大于其它AGV；或者第一优先级的AGV的任务优先级高于其它AGV。
作为本实施例一种可能的实现方式，在步骤S52中，到达时间重合是指：两个AGV到达某一重合路线区间的时间差的绝对值≤T。T可根据AGV尺寸参数、行驶速度等实际情况确定，例如T＝0.5S、1S等。
作为本实施例一种可能的实现方式，周期性重复执行步骤S3至S5，重复周期为30-70mS。最佳周期时间间隔要结合AGV的速度。
图2是根据一示例性实施例示出的一种基于时间预测的AGV调度系统的结构图。如图2所示，本发明实施例提供的本发明实施例提供的一种基于时间预测的AGV调度系统，用于对交叉重合路线区间内同时作业的多辆AGV进行调度，所述调度系统包括：
任务路线设定模块，用于按任务的起始位置对AGV的路线进行规划及设定；
路线拆分模块，用于把设定的任务路线拆分成若干路线区间；
时间预测模块，用于计算AGV进入每段路线区间的到达时间及离开时间：
重合路线区间查找模块，用于根据每段路线区间中AGV的到达时间及离开时间筛选出现多辆AGV交叉重合的路线区间；
AGV调度模块，用于根据到达时间对重合路线区间内交叉重合的AGV进行调度。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述路线拆分模块包括：
AGV尺寸参数拆分模块，用于根据AGV尺寸参数进行拆分任务路线；
路线形状特征拆分模块，用于根据路线形状特征进行拆分任务路线；
行驶属性拆分模块，用于根据行驶属性进行拆分任务路线。
作为本实施例一种可能的实现方式，根据路线形状特征进行拆分任务路线具体为：对任务路线的直线段按照距离进行拆分；圆弧段和曲线段按照距离和角度进行拆分。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述行驶属性包括：最高速度、加速度和结束速度。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述任务路线中的所有路线区间首尾连接，AGV在每个路线区间有起始速度和结束速度。
作为本实施例一种可能的实现方式，两个相邻线路区间之间方向不变的，上一段线路区间的结束速度就是下一段线路区间的起始速度，两个相邻路线区间的衔接处有转向的，下一段线路区间的起始速度从0开始。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述时间预测模块根据起始速度和结束速度并调用AGV的加速度进行计算AGV进入每段路线区间的到达时间及离开时间。
作为本实施例一种可能的实现方式，在计算AGV进入每段路线区间的到达时间及离开时间中：到达时间是基于AGV的当前行驶状态、当前路线区间属性及未来路线区间属性进行实时动态预测。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述AGV的当前行驶状态包括：当前车速V、加速度a、以及车辆当前行驶状态。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述车辆当前行驶状态为停止状态的，每停止1秒，预测的达时间及离开时间均推迟1秒。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述AGV调度模块包括：
排序模块，用于对比重合路线区间内AGV的预计到达时间，并根据优先级对AGV进行排序；
第一放行模块，用于对进入重合路线区间的到达时间有重合的AGV，允许到第一优先级的AGV先行，禁止其它AGV进入重合路线区间；
第二放行模块，用于重复执行第一放行模块的功能，对进入重合路线区间的其它AGV按照优先级依次放行，直至最后一个AGV通过离开重合路线区间为止。
作为本实施例一种可能的实现方式，到达时间重合是指：两个AGV到达某一重合路线区间的时间差的绝对值≤T。
作为本实施例一种可能的实现方式，在根据优先级对AGV进行排序过程中，第一优先级的AGV的预测到达时间早于其它AGV；或者第一优先级的AGV当前速度大于其它AGV；或者第一优先级的AGV的任务优先级高于其它AGV。
为了解决在某一交叉重合路线区间内多辆AGV同时作业时谁先行驶的问题，本发明不仅提供了一种基于时间预测的AGV调度方法，还提供了一种实施调度方法的系统，解决了多个AGV相遇导致AGV停止作业、甚至出现碰撞、大面积AGV停工的问题，实现了多个AGV并行，使AGV工作效率最大化，极大地提高了AGV的搬运效率。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于时间预测的AGV调度方法，用于对交叉重合路线区间内同时作业的多辆AGV进行调度，其特征是，包括以下步骤：
S1.任务路线设定：按任务的起始位置对AGV的路线进行规划及设定；
S2.路线拆分：把设定的任务路线拆分成若干路线区间；
S3.预测时间：计算AGV进入每段路线区间的到达时间及离开时间：
S4.查找重合路线区间：根据每段路线区间中AGV的到达时间及离开时间筛选出现多辆AGV交叉重合的路线区间；
S5.AGV调度：根据到达时间对重合路线区间内交叉重合的AGV进行调度。
2.根据权利要求1所述的一种基于时间预测的AGV调度方法，其特征是，在路线拆分过程中，根据AGV尺寸参数进行拆分任务路线；和/或，根据路线形状特征进行拆分任务路线；和/或，根据行驶属性进行拆分任务路线。
3.根据权利要求1所述的一种基于时间预测的AGV调度方法，其特征是，任务路线中的所有路线区间首尾连接，AGV在每个路线区间有起始速度和结束速度。
4.根据权利要求1所述的一种基于时间预测的AGV调度方法，其特征是，在预测时间过程中：到达时间是基于AGV的当前行驶状态、当前路线区间属性及未来路线区间属性进行实时动态预测。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种基于时间预测的AGV调度方法，其特征是，所述AGV调度的过程包括以下步骤：
S51.对比重合路线区间内AGV的预计到达时间，并根据优先级对AGV进行排序；
S52.对进入重合路线区间的到达时间有重合的AGV，允许到第一优先级的AGV先行，禁止其它AGV进入重合路线区间；
S53.重复执行步骤S52，对进入重合路线区间的其它AGV按照优先级依次放行，直至最后一个AGV通过离开重合路线区间为止。
6.根据权利要求5所述的一种基于时间预测的AGV调度方法，其特征是，在根据优先级对AGV进行排序过程中，第一优先级的AGV的预测到达时间早于其它AGV；或者第一优先级的AGV当前速度大于其它AGV；或者第一优先级的AGV的任务优先级高于其它AGV。
7.一种基于时间预测的AGV调度系统，用于对交叉重合路线区间内同时作业的多辆AGV进行调度，其特征是，包括：
任务路线设定模块，用于按任务的起始位置对AGV的路线进行规划及设定；
路线拆分模块，用于把设定的任务路线拆分成若干路线区间；
时间预测模块，用于计算AGV进入每段路线区间的到达时间及离开时间：
重合路线区间查找模块，用于根据每段路线区间中AGV的到达时间及离开时间筛选出现多辆AGV交叉重合的路线区间；
AGV调度模块，用于根据到达时间对重合路线区间内交叉重合的AGV进行调度。
8.根据权利要求7所述的一种基于时间预测的AGV调度系统，其特征是，所述路线拆分模块包括：
AGV尺寸参数拆分模块，用于根据AGV尺寸参数进行拆分任务路线；
路线形状特征拆分模块，用于根据路线形状特征进行拆分任务路线；
行驶属性拆分模块，用于根据行驶属性进行拆分任务路线。
9.根据权利要求7或8所述的一种基于时间预测的AGV调度系统，其特征是，所述AGV调度模块包括：
排序模块，用于对比重合路线区间内AGV的预计到达时间，并根据优先级对AGV进行排序；
第一放行模块，用于对进入重合路线区间的到达时间有重合的AGV，允许到第一优先级的AGV先行，禁止其它AGV进入重合路线区间；
第二放行模块，用于重复执行第一放行模块的功能，对进入重合路线区间的其它AGV按照优先级依次放行，直至最后一个AGV通过离开重合路线区间为止。
10.根据权利要求9所述的一种基于时间预测的AGV调度系统，其特征是，在根据优先级对AGV进行排序过程中，第一优先级的AGV的预测到达时间早于其它AGV；或者第一优先级的AGV当前速度大于其它AGV；或者第一优先级的AGV的任务优先级高于其它AGV。
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