CN111694333A - 一种agv协同管理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种AGV协同管理方法及装置，所述方法包括：获取预设周期内的批量任务中每个任务的任务工单信息；根据所述任务工单信息为批量任务匹配相应的AGV小车；为分配任务后的所有AGV小车统一规划路径。该方法及装置解决了现有的AGV管理方法由于单个任务分配，缺乏全局性考虑，容易造成AGV小车利用率低，分配不合理的问题，能够实现复杂开放的生产环境下AGV小车的全局协同管理。
Description
技术领域
本发明涉及AGV技术领域，尤其涉及一种AGV协同管理方法及装置。
背景技术
AGV(Automated Guided Vehicle)通常也称为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，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，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。一般可通过电脑来控制其行进路线以及行为，AGV作为智能装备中自动化水平较高的产品，越来越多地应用于仓储、制造、医疗等多个行业领域。
然而，现有的AGV管理方法往往都是单任务分配方式，即接收一个任务，分配一个任务，单个任务的分配仅需考虑当前任务需求，选择类型匹配的处于空闲状态的AGV小车即可，但随着任务量的增多以及生产环境复杂程度的增加，由于缺乏全局性的考虑，容易造成AGV小车利用率低，分配不合理的现象，难以实现复杂生产环境对AGV小车的管理。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提供一种AGV协同管理方法及装置，用以解决现有的AGV管理方法由于缺乏全局性的考虑，容易造成AGV小车利用率低，分配不合理的问题。
第一方面，本发明实施例提供一种AGV协同管理方法，所述方法包括：
获取预设周期内的批量任务中每个任务的任务工单信息；
根据所述任务工单信息为批量任务匹配相应的AGV小车；
为分配任务后的所有AGV小车统一规划路径。
优选地，所述任务工单信息包括物料种类、体积、重量、起始工位和目标工位；
所述根据所述任务工单信息为批量任务匹配相应的AGV小车，包括：
获取所有AGV小车信息，所述AGV小车信息包括种类信息和状态信息，所述状态信息包括空闲状态和工作状态；
根据各任务的物料种类、体积、重量、起始工位和目标工位确定各任务所匹配的AGV小车种类；
将批量任务中的各任务分配给与所述AGV小车种类对应的处于空闲状态的AGV小车。
优选地，所述任务工单信息还包括任务等级，所述AGV小车信息还包括位置信息；
所述将批量任务中的各任务分配给与所述AGV小车的种类对应的处于空闲状态的AGV小车，包括：
获取批量任务中每个任务所匹配的AGV小车种类对应的处于空闲状态的AGV小车列表；
根据所述AGV小车列表中每个AGV小车的位置信息，计算所述每个任务的起始工位到与之对应的AGV小车列表中每个AGV小车的距离；
根据所述任务等级从高到低的顺序依次为批量任务中的每一个任务分配所述AGV小车列表中距离最近的AGV小车。
优选地，所述为分配任务后的所有AGV小车统一规划路径，包括：
获取分配任务后的所有AGV小车的运行路径信息；
根据所述任务等级从高到低的顺序依次为批量任务中的每一个任务所分配的AGV小车从所述运行路径信息中选择最优路径。
优选地，在为所述批量分配任务后的所有AGV小车统一规划路径的步骤之后，所述方法还包括：
为分配任务后的所有AGV小车设置安全半径；
实时监测分配任务后的所有AGV小车在执行任务过程中每个AGV小车安全半径内是否存在障碍物，若存在，则向所述安全半径内存在障碍物的AGV小车下发指令。
优选地，所述为分配任务后的所有AGV小车设置安全半径，包括：
为所述批量分配任务后的所有AGV小车设置预警区和避障区两个安全半径，且所述预警区半径大于避障区半径。
优选地，所述障碍物包括静止的人、静止的物体、运动的人和运动的物体，所述指令包括以下至少之一：报警、停车等待、重新规划路径；
所述实时监测分配任务后的所有AGV小车在执行任务过程中每个AGV小车安全半径内是否存在障碍物，若存在，则向所述安全半径内存在障碍物的AGV小车下发指令，包括：
实时监测分配任务后的所有AGV小车在执行任务过程中每个AGV小车预警区半径内是否出现静止的人或运动的人，若存在，则向所述预警区半径内出现静止的人或运动的人的AGV小车下发报警指令；或，
实时监测分配任务后的所有AGV小车在执行任务过程中每个AGV小车避障区半径内是否出现静止的人或静止的物体，若存在，则向所述避障区半径内出现静止的人或静止的物体的AGV小车下发停车等待以及重新规划路径指令；或，
实时监测分配任务后的所有AGV小车在执行任务过程中每个AGV小车避障区半径内是否出现运动的人或运动的物体，若存在，则向所述避障区半径内出现运动的人或运动的物体的AGV小车下发停车等待指令，直至所述运动的人或运动的物体移出避障区半径，向所述AGV小车下发重新规划路径指令。
第二方面，本发明实施例提供一种AGV协同管理装置，包括：
获取模块，与获取模块相连，用于获取预设周期内的批量任务中每个任务的任务工单信息；
匹配模块，与匹配模块相连，用于根据所述任务工单信息为批量任务匹配相应的AGV小车；
调度模块，用于为分配任务后的所有AGV小车统一规划路径。
优选地，还包括：
设置模块，用于为分配任务后的所有AGV小车设置安全半径；
监测模块，用于实时监测分配任务后的所有AGV小车在执行任务过程中每个AGV小车安全半径内是否存在障碍物，若存在，则向所述安全半径内存在障碍物的AGV小车下发指令。
第三方面，本发明实施例提供一种AGV协同管理装置，包括存储器和处理器，存储器存储指令，处理器运行所述指令以执行第一方面中所述的AGV协同管理方法。
本发明实施例提供的AGV协同管理方法及装置，通过获取预设周期内的批量任务中每个任务的任务工单信息，并根据任务工单信息为批量任务匹配相应的AGV小车，同时为分配任务后的所有AGV小车统一规划路径，解决了现有的AGV管理方法由于单个任务分配，缺乏全局性考虑，容易造成AGV小车利用率低，分配不合理的问题，能够实现复杂开放的生产环境下AGV小车的全局协同管理。
附图说明
图1：为本发明实施例1的一种AGV协同管理方法的流程图；
图2：为本发明实施例2的一种AGV协同管理装置的结构图；
图3：为本发明实施例2的又一种AGV协同管理装置的结构图；
图4：为本发明实施例3的一种AGV协同管理装置的结构图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例1：
本实施例提供一种AGV协同管理方法，如图1所示，该方法包括：
步骤S102：获取预设周期内的批量任务中每个任务的任务工单信息；
步骤S104：根据任务工单信息为批量任务匹配相应的AGV小车；
步骤S106：为分配任务后的所有AGV小车统一规划路径。
在本实施例中，预设周期可以按需设定，同一周期内的任务工单划分为一个处理批次，作为一个批量任务，其中，任务工单信息可以包括物料种类、体积、重量、起始工位和目标工位。
可选地，在步骤S104中，根据任务工单信息为批量任务匹配相应的AGV小车，可以包括：
获取所有AGV小车信息，AGV小车信息包括种类信息和状态信息，状态信息包括空闲状态和工作状态；
根据各任务的物料种类、体积、重量、起始工位和目标工位确定各任务所匹配的AGV小车种类；
将批量任务中的各任务分配给与AGV小车种类对应的处于空闲状态的AGV小车。
在本实施例中，AGV小车信息可以包括种类信息、位置信息和状态信息，状态信息至少包括空闲状态和工作状态，根据任务工单信息中任务的物料种类、体积、重量、起始工位和目标工位可以确定匹配的AGV小车种类，如升降式、背负式、叉车式等。
优选地，为了让重要或紧急的任务优先分配，任务工单信息还可以包括任务等级，比如分为高、中、低三个等级，可以事先按任务的需求工位和工艺流程划分，在批量任务匹配过程中优先给任务等级高的任务分配AGV小车。
可选地，将批量任务中的各任务分配给与AGV小车种类对应的处于空闲状态的AGV小车，可以包括：
获取批量任务中每个任务所匹配的AGV小车种类对应的处于空闲状态的AGV小车列表；
根据AGV小车列表中每个AGV小车的位置信息，计算每个任务的起始工位到与之对应的AGV小车列表中每个AGV小车的距离；
根据任务等级从高到低的顺序依次为批量任务中的每一个任务分配AGV小车列表中距离最近的AGV小车。
在本实施例中，批量分配如表1所示，假设任务工单信息中有三个任务，编号分别是Order1、Order2和Order3，根据任务的物料种类、体积、重量、起始工位和目标工位确定三个任务匹配的AGV小车种类依次为Type1、Type2和Type3，获取每个任务所对应的空闲的AGV小车编号，并分别计算各空闲AGV小车到任务起始工位的距离，按照距离起始工位由近到远排序，再根据任务等级从高到低的顺序依次为每一个任务分配距离起始工位最近的空闲AGV小车；若多个任务匹配到相同的小车，保证任务等级高或派发时间更早的任务优先匹配，任务等级稍低或是派发时间稍晚的任务获得距离次优匹配，如表1中的任务Order1和Order2，距离起始工位最近的AGV小车均是agv1，由于Order1的任务等级高，因此优先将agv1分配给任务Order1，保证了重要或紧急的任务优先分配。由于agv1已经分配给了Order1，即Order1已经不是空闲AGV小车了，此时距离Order2起始工位最近的空闲AGV小车是agv3，则将agv3分配给Order2。
表1：
可选地，在步骤S106中，为分配任务后的所有AGV小车统一规划路径，可以包括：
获取分配任务后的所有AGV小车的运行路径信息；
根据任务等级从高到低的顺序依次为批量任务中的每一个任务所分配的AGV小车从运行路径信息中选择最优路径。
在本实施例中，为了让重要或紧急的任务能够优先或及时完成，首先获取分配任务后的所有AGV小车的运行路径信息，为所有AGV小车规划可行路径，然后按任务等级越高，所对应路径等级越高的原则，优先保证任务等级高的AGV小车选择最优路径，再在等级高的AGV小车获得最优路径的情况下，依次对等级次高的AGV小车选择最优路径，直到批量分配任务后的所有AGV小车全部规划路径为止，保证了重要或紧急的任务能够优先或及时完成，其中，最优路径算法可以采用Dijkstra算法、A-Star或人工神经网络算法。
可选地，在步骤S106：为批量分配任务后的所有AGV小车统一规划路径的步骤之后，方法还可以包括：
为分配任务后的所有AGV小车设置安全半径；
实时监测分配任务后的所有AGV小车在执行任务过程中每个AGV小车安全半径内是否存在障碍物，若存在，则向安全半径内存在障碍物的AGV小车下发指令。
在本实施例中，为了更好地适应复杂开放的生产环境，避免AGV小车在执行任务过程中由于遇到障碍物而造成任务无法及时完成，为所有AGV小车设置安全半径，当监测到安全半径内存在障碍物时及时向AGV小车下发指令，指令包括以下至少之一：报警、停车等待、重新规划路径，其中，障碍物包括静止的人、静止的物体、运动的人和运动的物体。
可选地，为分配任务后的所有AGV小车设置安全半径，可以包括：
为批量分配任务后的所有AGV小车设置预警区和避障区两个安全半径，且预警区半径大于避障区半径。
其中，每个AGV小车的预警区和避障区以AGV小车为圆心，预警区半径可以根据每个AGV小车的速度，在一定时间内不会碰撞或刮擦到障碍物来设置，从而能够预留足够的时间来提醒障碍物。避障区半径可以根据预测每个AGV小车避障时所需时间以及AGV小车的当前速度来设置，从而能够在即将碰撞或刮擦到障碍物时，预留一定的时间避障。
在本实施例中，为了使能够自行移出安全半径的障碍物，比如人或动物移出安全半径，可以设置预警区安全半径，在不防碍当前AGV小车运行的情况下，AGV小车能够及时发出语言报警，提醒障碍物自行移出，若障碍物没有移出预警区半径并进入避障区半径及时向AGV小车下发指令。同时，当有物体进入避障区，且不能够自行移出安全半径时，AGV小车通过停车等待或重新规划路径进行避障。
可选地，实时监测分配任务后的所有AGV小车在执行任务过程中每个AGV小车安全半径内是否存在障碍物，若存在，则向安全半径内存在障碍物的AGV小车下发指令，可以包括：
实时监测分配任务后的所有AGV小车在执行任务过程中每个AGV小车预警区半径内是否出现静止的人或运动的人，若存在，则向预警区半径内出现静止的人或运动的人的AGV小车下发报警指令；或，
实时监测分配任务后的所有AGV小车在执行任务过程中每个AGV小车避障区半径内是否出现静止的人或静止的物体，若存在，则向避障区半径内出现静止的人或静止的物体的AGV小车下发停车等待以及重新规划路径指令；或，
实时监测分配任务后的所有AGV小车在执行任务过程中每个AGV小车避障区半径内是否出现运动的人或运动的物体，若存在，则向避障区半径内出现运动的人或运动的物体的AGV小车下发停车等待指令，直至运动的人或运动的物体移出避障区半径，向AGV小车下发重新规划路径指令。
在本实施例中，生产环境内安装有5G模组的激光雷达和摄像头，能够实现对生产环境全局信息的动态扫描，通过实时采集动态扫描过程中的点云数据进行感知计算，并根据数据特征提取出障碍物分类，即人或是物体、以及位置信息，根据点云数据特征中心随时间的变化，分析人或是物体是静止的还是运动的，同时通过位置信息判断该障碍物是否在AGV安全半径内，并根据该安全半径内障碍物的不同向AGV小车下发不同的指令。
其中，当监测到AGV小车避障区半径内出现静止的人或物体时，及时给AGV小车下发停车等待指令，并重新规划路径。重新规划路径可以先获取当前AGV小车的运行路径信息、障碍物的位置信息、以及其他AGV小车规划后的最优路径信息，在不与障碍物的位置以及其他AGV小车最优路径相冲突的情况下，为当前AGV小车在运行路径信息中选择最优路径。当有多台AGV小车的避障区半径内均出现静止的人或物体时，需要对多台AGV小车同时重新规划路径，当有多台AGV小车需要同时重新规划路径时，保证任务等级高的AGV小车优先获得最优路径。
其中，当监测到AGV小车避障区半径内出现运行的人或物体时，及时给AGV小车下发停车等待指令，直至运动的人或运动的物体移出避障区半径，并可以在AGV小车停车等待期间，通过人或物体的位置信息的变化，判断该人或物体的运动方向，在AGV小车未来几步不会与人或物体的运动方向相冲突的情况下，重新规划路径，也可以在运动的人或物体移出避障区半径后下直接重新规划路径，当有多台AGV小车需要同时重新规划路径时，保证任务等级高的AGV小车优先获得最优路径。
本发明实施例提供的AGV协同管理方法，通过获取预设周期内的批量任务中每个任务的任务工单信息，并根据任务工单信息为批量任务匹配相应的AGV小车，同时为分配任务后的所有AGV小车统一规划路径，解决了现有的AGV管理方法由于单个任务分配，缺乏全局性考虑，容易造成AGV小车利用率低，分配不合理的问题，能够实现复杂开放的生产环境下AGV小车的全局协同管理。
实施例2：
如图2所示，本实施例提供一种AGV协同管理装置，包括：
获取模块202，用于获取预设周期内的批量任务中每个任务的任务工单信息；
匹配模块204，与获取模块202相连，用于根据任务工单信息为批量任务匹配相应的AGV小车；
调度模块206，与匹配模块204相连，用于为分配任务后的所有AGV小车统一规划路径。
可选地，任务工单信息包括物料种类、体积、重量、起始工位和目标工位，该匹配模块204可以包括：
AGV信息获取模块，用于获取所有AGV小车信息，AGV小车信息包括种类信息和状态信息，状态信息包括空闲状态和工作状态；
AGV种类获取模块，用于根据各任务的物料种类、体积、重量、起始工位和目标工位确定各任务所匹配的AGV小车种类；
AGV任务分配模块，用于将批量任务中的各任务分配给与AGV小车种类对应的处于空闲状态的AGV小车。
可选地，任务工单信息还包括任务等级，AGV小车信息还包括位置信息，该AGV任务分配模块可以包括：
AGV列表获取模块，用于获取批量任务中每个任务所匹配的AGV小车的种类对应的处于空闲状态的AGV小车列表；
AGV距离计算模块，用于根据AGV小车列表中每个AGV小车的位置信息，计算每个任务的起始工位到与之对应的AGV小车列表中每个AGV小车的距离；
AGV分配模块，用于根据任务等级从高到低的顺序依次为批量任务中的每一个任务分配AGV小车列表中距离最近的AGV小车。
可选地，该装置还可以包括：
运行路径获取模块，用于获取分配任务后的所有AGV小车的运行路径信息；
路径选择模块，用于根据任务等级从高到低的顺序依次为批量任务中的每一个任务所分配的AGV小车从运行路径信息中选择最优路径。
可选地，如图3所示，该装置还可以包括：
设置模块208，用于为分配任务后的所有AGV小车设置安全半径；
监测模块210，与调度模块206和设置模块208相连，用于实时监测分配任务后的所有AGV小车在执行任务过程中每个AGV小车安全半径内是否存在障碍物，若存在，则向安全半径内存在障碍物的AGV小车下发指令。
可选地，该设置模块208还用于为批量分配任务后的所有AGV小车设置预警区和避障区两个安全半径，且预警区半径大于避障区半径。
可选地，障碍物包括静止的人、静止的物体、运动的人和运动的物体，指令包括以下至少之一：报警、停车等待、重新规划路径，该监测模块210还可以包括：
第一监测模块，用于实时监测分配任务后的所有AGV小车在执行任务过程中每个AGV小车预警区半径内是否出现静止的人或运动的人，若存在，则向预警区半径内出现静止的人或运动的人的AGV小车下发报警指令；或，
第二监测模块，用于实时监测分配任务后的所有AGV小车在执行任务过程中每个AGV小车避障区半径内是否出现静止的人或静止的物体，若存在，则向避障区半径内出现静止的人或静止的物体的AGV小车下发停车等待以及重新规划路径指令；或，
第三监测模块，用于实时监测分配任务后的所有AGV小车在执行任务过程中每个AGV小车避障区半径内是否出现运动的人或运动的物体，若存在，则向避障区半径内出现运动的人或运动的物体的AGV小车下发停车等待指令，直至运动的人或运动的物体移出避障区半径，向AGV小车下发重新规划路径指令。
实施例3：
如图4所示，本实施例提供一种AGV协同管理装置，包括存储器和处理器，存储器存储指令，处理器运行指令以执行实施例1中的AGV协同管理方法。
实施例2至实施例3提供的AGV协同管理装置，通过获取预设周期内的批量任务中每个任务的任务工单信息，并根据任务工单信息为批量任务匹配相应的AGV小车，同时为分配任务后的所有AGV小车统一规划路径，解决了现有的AGV管理方法由于单个任务分配，缺乏全局性考虑，容易造成AGV小车利用率低，分配不合理的问题，能够实现复杂开放的生产环境下AGV小车的全局协同管理。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种AGV协同管理方法，其特征在于，包括：
获取预设周期内的批量任务中每个任务的任务工单信息；
根据所述任务工单信息为批量任务匹配相应的AGV小车；
为分配任务后的所有AGV小车统一规划路径。
2.根据权利要求1所述的AGV协同管理方法，其特征在于，所述任务工单信息包括物料种类、体积、重量、起始工位和目标工位；
所述根据所述任务工单信息为批量任务匹配相应的AGV小车，包括：
获取所有AGV小车信息，所述AGV小车信息包括种类信息和状态信息，所述状态信息包括空闲状态和工作状态；
根据各任务的物料种类、体积、重量、起始工位和目标工位确定各任务所匹配的AGV小车种类；
将批量任务中的各任务分配给与所述AGV小车种类对应的处于空闲状态的AGV小车。
3.根据权利要求2所述的AGV协同管理方法，其特征在于，所述任务工单信息还包括任务等级，所述AGV小车信息还包括位置信息；
所述将批量任务中的各任务分配给与所述AGV小车的种类对应的处于空闲状态的AGV小车，包括：
获取批量任务中每个任务所匹配的AGV小车种类对应的处于空闲状态的AGV小车列表；
根据所述AGV小车列表中每个AGV小车的位置信息，计算所述每个任务的起始工位到与之对应的AGV小车列表中每个AGV小车的距离；
根据所述任务等级从高到低的顺序依次为批量任务中的每一个任务分配所述AGV小车列表中距离最近的AGV小车。
4.根据权利要求3所述的AGV协同管理方法，其特征在于，所述为分配任务后的所有AGV小车统一规划路径，包括：
获取分配任务后的所有AGV小车的运行路径信息；
根据所述任务等级从高到低的顺序依次为批量任务中的每一个任务所分配的AGV小车从所述运行路径信息中选择最优路径。
5.根据权利要求1所述的AGV协同管理方法，其特征在于，
在为所述批量分配任务后的所有AGV小车统一规划路径的步骤之后，所述方法还包括：
为分配任务后的所有AGV小车设置安全半径；
实时监测分配任务后的所有AGV小车在执行任务过程中每个AGV小车安全半径内是否存在障碍物，若存在，则向所述安全半径内存在障碍物的AGV小车下发指令。
6.根据权利要求5所述的AGV协同管理方法，其特征在于，所述为分配任务后的所有AGV小车设置安全半径，包括：
为所述批量分配任务后的所有AGV小车设置预警区和避障区两个安全半径，且所述预警区半径大于避障区半径。
7.根据权利要求6所述的AGV协同管理方法，其特征在于，所述障碍物包括静止的人、静止的物体、运动的人和运动的物体，所述指令包括以下至少之一：报警、停车等待、重新规划路径；
所述实时监测分配任务后的所有AGV小车在执行任务过程中每个AGV小车安全半径内是否存在障碍物，若存在，则向所述安全半径内存在障碍物的AGV小车下发指令，包括：
实时监测分配任务后的所有AGV小车在执行任务过程中每个AGV小车预警区半径内是否出现静止的人或运动的人，若存在，则向所述预警区半径内出现静止的人或运动的人的AGV小车下发报警指令；或，
实时监测分配任务后的所有AGV小车在执行任务过程中每个AGV小车避障区半径内是否出现静止的人或静止的物体，若存在，则向所述避障区半径内出现静止的人或静止的物体的AGV小车下发停车等待以及重新规划路径指令；或，
实时监测分配任务后的所有AGV小车在执行任务过程中每个AGV小车避障区半径内是否出现运动的人或运动的物体，若存在，则向所述避障区半径内出现运动的人或运动的物体的AGV小车下发停车等待指令，直至所述运动的人或运动的物体移出避障区半径，向所述AGV小车下发重新规划路径指令。
8.一种AGV协同管理装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取预设周期内的批量任务中每个任务的任务工单信息；
匹配模块，与获取模块相连，用于根据所述任务工单信息为批量任务匹配相应的AGV小车；
调度模块，与匹配模块相连，用于为分配任务后的所有AGV小车统一规划路径。
9.根据权利要求8所述的AGV协同管理装置，其特征在于，还包括：
设置模块，用于为分配任务后的所有AGV小车设置安全半径；
监测模块，用于实时监测分配任务后的所有AGV小车在执行任务过程中每个AGV小车安全半径内是否存在障碍物，若存在，则向所述安全半径内存在障碍物的AGV小车下发指令。
10.一种AGV协同管理装置，其特征在于，包括存储器和处理器，存储器存储指令，处理器运行所述指令以执行根据权利要求1至7任一项所述的方法。
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