CN112233427A - 一种激光叉车交通管制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光叉车交通管制系统，包括：至少一辆激光叉车，与激光叉车通讯连接的交通管制装置；布置在行走路径的周边的反光板，行走路径上布置若干主站点，主站点的附近布置有用于取放货物的子站点，激光叉车沿行走路径往返运动；交通管制装置基于加锁列表来控制激光叉车的启停，将距首个冲突路段或首个冲突站点较远的激光叉车ID加入被冲突激光叉车的加锁列表中，同时控制冲突激光叉车停车，在冲突解除后，将冲突激光叉车ID从被冲突激光叉车的加锁列表中删除，启动冲突激光叉车。通过两两对比激光叉车的任务属性后，根据加锁列表控制激光叉车的启停，该方法能够有效的解决多激光叉车共存的交通管制问题，该方法适应于双向路径的激光叉车。

Description

一种激光叉车交通管制系统

技术领域

本发明属于自动控制技术领域，更具体地，本发明涉及一种激光叉车交通管制系统。

背景技术

随着工厂生产自动化、信息集成化的发展，现代工业生产对物料系统提出了更高的要求。自动引导叉车(AGV)是一种能够在给定路径和场景中，完成指定运输任务的自动化运输设备。基于反光板导航的激光叉车以其灵活性高、铺设简单易行、行驶半径小，更改路线简单等优点被业界广泛采纳。随着生产自动化程度的提高和生产规模的扩大，单台激光叉车已经不能满足实际需求，越来越多的工厂要求多激光叉车协调协作完成任务。

由于工厂场地面积的限制以及物料运输路线的多样性，多激光叉车在执行任务的过程中，必然存在交叉路口、重合路径或相向冲突路径，若此时不给与交通管制将会发生撞车或者拥堵死锁的情况，因此，为了确保整个物料运输系统的安全性及高效性，需要采用交通管制控制管理每台激光叉车的运行。

申请号“201811605972.8”名称为“一种自动牵引叉车的交通管制方法”，将叉车的运行区域分为交管运行区域和非交管运行区域，当叉车运行至交管区域时，实时交通管制，该方法只适应于多交叉口，无法适应于双向路段，若更换地图，需要在调度系统中重新计算并更改交通管制区域及非交通管制区域，较为复杂。

发明内容

本发明提供了一种激光叉车交通管制系统，旨在通过交通管制实现多激光叉车的双向行驶。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种激光叉车交通管制系统，所述系统包括：

至少一辆激光叉车，与激光叉车通讯连接的交通管制装置；

布置在行走路径的周边的反光板，行走路径上布置若干主站点，主站点的附近布置有用于取放货物的子站点，激光叉车沿行走路径往返运动；

交通管制装置基于加锁列表来控制激光叉车的启停，将距首个冲突路段或首个冲突站点较远的冲突激光叉车ID加入被冲突激光叉车的加锁列表中，同时控制冲突激光叉车停车，在冲突解除后，将冲突激光叉车ID从被冲突激光叉车的加锁列表中删除，启动冲突激光叉车。

进一步的，所述交通管制装置包括：路径规划模块，路径规划模块规划当前位置至任务起点、任务起点至任务终点的最短路径，将最短路径中各主站点放入站点集合中{P}，将最短路径中的各路段放入路段集合{R}。

进一步的，在行驶过程中，激光叉车每到达一个新的主站点，路径规划模块从站点集合{P}及路段集合{R}中分别删除已走过的主站点和路段，同时更新站点集合{P}中剩余主站点及路段集合{R}剩余路段的下标值；

将站点集合{P}中剩余主站点的排列序号作为剩余主站点的下标值，将路段集合{R}中剩余路段的排列序号作为剩余路段的下标值。

进一步的，所述交通管制装置还包括：加锁模块及解锁模块；

加锁模块将距首个冲突路段或首个冲突站点较远的激光叉车ID加入被冲突激光叉车的加锁列表中，同时控制冲突激光叉车停车；

在冲突结束后，解锁模块对被冲突激光叉车的解锁列表中的冲突激光叉车ID进行删除，同时启动冲突激光叉车。

进一步的，加锁模块包括：路径冲突单元、路径重复单元及交叉路口单元，其中，

路径冲突单元，针对相向行驶的两辆激光叉车，将一辆激光叉车路段集合{R}中的剩余行驶路径进行倒序，再将两激光叉车路段集合{R}中的剩余路径进行比较，获取剩余路径中相同路径，输出首个相同路段分别在两路段集合{R}中的下标值；若存在下标值小于下标阈值，则将大下标值的激光叉车ID加入小下标值激光叉车的枷锁列表中，同时控制下标值大的激光叉车停车，若两者的下标值相等，则将后进入冲突路径的激光叉车ID加入前进入冲突路径激光叉车的枷锁列表中，同时控制后进入冲突路径的激光叉车停车；

路径重复单元，针对同向行驶的两激光叉车，将两辆激光叉车路段集合{R}中的剩余路径进行比较，获取剩余路径中的相同路径，输出将首个相同路段在两路段集合{R}中的下标值，若存在下标值小于下标阈值，则将大下标值的激光叉车ID加入小下标值激光叉车的枷锁列表中，同时停止下标值大的激光叉车；

岔路口单元，将两辆激光叉车站点集合{P}中的剩余主站点进行比对，查找相同的主站点序列，输出首个相同主站点在两剩余站点集合{P}中的下标值，若存在下标值小于下标阈值，则将下标值大的激光叉车ID加入小下标值激光叉车的枷锁列表中，同时控制下标值大的激光车停车。

进一步的，解锁模块包括：解锁单元1及解锁单元2，其中，

解锁单元1，在激光叉车离开主站点进入行驶路径时，若该激光叉车的加锁列表上存在激光叉车ID，则基于路径冲突单元判断加锁列表中的激光叉车是否与该激光叉车还存在路段冲突，若检测结果为否，则从加锁列表中删除冲突激光叉车ID，并启动与该激光叉车不存在路段冲突的激光叉车；

解锁单元2，在激光叉车进入子站点时，若该激光叉车的加锁列表中还存在激光叉车ID，则检测加锁列表中激光叉车的目标站点是否为该激光叉车的主站点，若检测结果为否，则加锁列表中删除对应的激光叉车ID，并启动对应的激光叉车。

通过两两对比激光叉车的任务属性后，根据加锁列表控制激光叉车的启停，该方法能够有效的解决多激光叉车共存的交通管制问题，同时该方法不仅适应于双向路径的激光叉车，同样也满足单向路径或基于磁导航的AGV的多岔路口的情形。

附图说明

图1为本发明实施例提供的激光叉车交通管制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提提供的拓扑环境示意图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

图1为本发明实施例提供的激光叉车交通管制系统的结构示意图，为了便于说明，仅示出与本发明实施例相关的部分。

该系统包括：

至少一辆激光叉车，与激光叉车通讯连接的交通管制装置；

布置在行走路径的周边的反光板，行走路径上布置若干主站点，主站点的附近布置有用于取放货物的子站点，子站点为非路径上的站点，激光叉车沿行走路径往返运动，如图2所示，

交通管制装置基于加锁列表来控制各激光叉车的启停，将距首个冲突路段或首个冲突站点较远的冲突激光叉车ID加入被冲突激光叉车的加锁列表中，将同时控制冲突激光叉车停车，在冲突解除后，将冲突激光叉车ID从被冲突激光叉车的加锁列表中删除，启动冲突激光叉车。

因激光叉车的路径为双向行驶的，为了后续计算方便，本发明以数值命名路径名，取顺时针的路径为正，逆时针的路径为负，因此，相同路段的两方向路径名的绝对值相同，但方向相反，如图2所示。

在本发明实施例中，交通管制装置包括：路径规划模块，路径规划模块基于floyd算法规划当前位置至任务起点、任务起点至任务终点的最短路径，将最短路径中各主站点放入站点集合{P}中，将最短路径中的各路段放入路段集合{R}；本发明的任务起点一般默认为取货点，任务终点一般默认为放货点，任务起点和任务终点设置的是路径上的主站点，实际中激光叉车需要行驶至任务起点及任务终点对应子站点位置完成取放货动作。

在行驶过程中，激光叉车每到达一个新的主站点，路径规划模块从站点集合{P}及路段集合{R}中分别删除已走过的主站点和路段，并更新站点集合{P}中主站点的下标值及路段集合{R}中路段的下标值；路段集合{R}中的所有路段构成剩余路径，站点集合{P}中的所有主站点即为剩余主站点。

将站点集合{P}中剩余主站点的排列序号作为剩余主站点的下标值，如将剩余站点集合{P}中第一个主站点的下标值为1，将剩余站点集合{P}中第二个主站点的下标值为2，依次类推，更新站点集合{P}中所有主站点的下标值；将路段集合{R}中剩余路段的排列序号作为剩余路段的下标值，如将剩余路段集合{R}中第一个路段的下标值为1，将剩余路段集合{R}中第二个路段的下标值为2，依次类推，更新路段集合{R}中所有主站点的下标值。

在本发明实施例中，交通管制装置还包括：加锁模块及解锁模块，加锁模块将距首个冲突路段或首个冲突站点较远的激光叉车ID加入被冲突激光叉车的加锁列表中，同时控制冲突激光叉车停车。

加锁模块包括：路径冲突单元、路径重复单元及交叉路口单元，

路径冲突单元，针对相向行驶的两辆激光叉车，将一辆激光叉车路段集合{R}中的剩余行驶路径进行倒序，再将两激光叉车路段集合{R}中的剩余路径进行比较，获取剩余路径中相同路径，相同路径中的首个路段即为两辆激光叉车间的首个冲突路段，输出首个冲突路段分别在两路段集合{R}中的下标值；若存在下标值小于下标阈值，则将大下标值的激光叉车ID加入小下标值激光叉车的枷锁列表中，同时控制下标值大的激光叉车停车，若两者的小标值相等，则将后进入冲突路径的激光叉车ID加入前进入冲突路径激光叉车的枷锁列表中，同时控制后进入冲突路径的激光叉车停车。

路径重复单元，针对同向行驶的两激光叉车，将两激光叉车路段集合{R}中的剩余路径进行比较，获取相同路径，相同路径中的首个重复路段即为两辆激光叉车的首个冲突路段，输出将首个冲突路段在两路段集合{R}中的下标值，若存在下标值小于下标阈值，则将大下标值的激光叉车ID加入小下标值激光叉车的枷锁列表中，同时停止下标值大的激光叉车。

岔路口单元，将两辆激光叉车站点集合{P}中的剩余主站点进行比对，查找相同的主站点序列，首个相同的主站点即为首个冲突站点，输出首个冲突站点在两剩余站点集合{P}中的下标值，若存在下标值小于下标阈值，则将下标值大的激光叉车ID加入小下标值激光叉车的枷锁列表中，同时控制下标值大的激光车停车。

在本发明实施例中，若激光叉车进入子站点，则此时激光叉车的站点号仍然为子站点所对应的主站。

在冲突结束后，解锁模块对被冲突激光叉车的解锁列表中的冲突激光叉车ID进行删除，同时启动冲突激光叉车，本发明中的解锁模块包括解锁单元1及解锁单元2；

解锁单元1，在激光叉车离开主站点进入行驶路径时，若该激光叉车的加锁列表上存在激光叉车ID，则基于路径冲突单元判断加锁列表中的激光叉车是否与该激光叉车还存在冲突路段，若检测结果为否，则从加锁列表中删除冲突激光叉车ID，并启动与该激光叉车不存在冲突路段的激光叉车，若检测结果为是，则不予处理；

解锁单元2，在激光叉车进入子站点时，若该激光叉车的加锁列表中还存在激光叉车ID，则检测加锁列表中激光叉车的目标站点是否为该激光叉车的主站点，若检测结果为否，则加锁列表中删除对应的激光叉车ID，并启动对应的激光叉车，若检测结果为是，则不予处理。

本发明提供的激光叉车交通管制系统具有如下有益技术效果：

1)通过两两对比激光叉车的任务属性后，根据加锁列表控制激光叉车的启停，该方法能够有效的解决多激光叉车共存的交通管制问题，同时该方法不仅适应于双向路径的激光叉车，同样也满足单向路径或基于磁导航的AGV的多岔路口的情形；

2)具有控制算法简单、逻辑性强、适应范围广的特点，使多激光叉车在有序完成任务的前提下，提高了整个物流系统的运行效率，保证了多激光叉车交通管制的可靠性及稳定性。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种激光叉车交通管制系统，其特征在于，所述系统包括：

至少一辆激光叉车，与激光叉车通讯连接的交通管制装置；

布置在行走路径的周边的反光板，行走路径上布置若干主站点，主站点的附近布置有用于取放货物的子站点，激光叉车沿行走路径往返运动；

交通管制装置基于加锁列表来控制激光叉车的启停，将距首个冲突路段或首个冲突站点较远的冲突激光叉车ID加入被冲突激光叉车的加锁列表中，同时控制冲突激光叉车停车，在冲突解除后，将冲突激光叉车ID从被冲突激光叉车的加锁列表中删除，启动冲突激光叉车。

2.如权利要求1所述激光叉车交通管制系统，其特征在于，所述交通管制装置包括：路径规划模块，路径规划模块规划当前位置至任务起点、任务起点至任务终点的最短路径，将最短路径中各主站点放入站点集合中{P}，将最短路径中的各路段放入路段集合{R}。

3.如权利要求2所述激光叉车交通管制系统，其特征在于，在行驶过程中，激光叉车每到达一个新的主站点，路径规划模块从站点集合{P}及路段集合{R}中分别删除已走过的主站点和路段，同时更新站点集合{P}中剩余主站点及路段集合{R}剩余路段的下标值；

将站点集合{P}中剩余主站点的排列序号作为剩余主站点的下标值，将路段集合{R}中剩余路段的排列序号作为剩余路段的下标值。

4.如权利要求3所述激光叉车交通管制系统，其特征在于，所述交通管制装置还包括：加锁模块及解锁模块；

加锁模块将距首个冲突路段或首个冲突站点较远的激光叉车ID加入被冲突激光叉车的加锁列表中，同时控制冲突激光叉车停车；

在冲突结束后，解锁模块对被冲突激光叉车的解锁列表中的冲突激光叉车ID进行删除，同时启动冲突激光叉车。

5.如权利要求4所述激光叉车交通管制系统，其特征在于，加锁模块包括：路径冲突单元、路径重复单元及交叉路口单元，其中，

路径冲突单元，针对相向行驶的两辆激光叉车，将一辆激光叉车路段集合{R}中的剩余行驶路径进行倒序，再将两激光叉车路段集合{R}中的剩余路径进行比较，获取剩余路径中相同路径，输出首个相同路段分别在两路段集合{R}中的下标值；若存在下标值小于下标阈值，则将大下标值的激光叉车ID加入小下标值激光叉车的枷锁列表中，同时控制下标值大的激光叉车停车，若两者的下标值相等，则将后进入冲突路径的激光叉车ID加入前进入冲突路径激光叉车的枷锁列表中，同时控制后进入冲突路径的激光叉车停车；

路径重复单元，针对同向行驶的两激光叉车，将两辆激光叉车路段集合{R}中的剩余路径进行比较，获取剩余路径中的相同路径，输出将首个相同路段在两路段集合{R}中的下标值，若存在下标值小于下标阈值，则将大下标值的激光叉车ID加入小下标值激光叉车的枷锁列表中，同时停止下标值大的激光叉车；

岔路口单元，将两辆激光叉车站点集合{P}中的剩余主站点进行比对，查找相同的主站点序列，输出首个相同主站点在两剩余站点集合{P}中的下标值，若存在下标值小于下标阈值，则将下标值大的激光叉车ID加入小下标值激光叉车的枷锁列表中，同时控制下标值大的激光车停车。

6.如权利要求4所述激光叉车交通管制系统，其特征在于，解锁模块包括：解锁单元1及解锁单元2，其中，

解锁单元1，在激光叉车离开主站点进入行驶路径时，若该激光叉车的加锁列表上存在激光叉车ID，则基于路径冲突单元判断加锁列表中的激光叉车是否与该激光叉车还存在路段冲突，若检测结果为否，则从加锁列表中删除冲突激光叉车ID，并启动与该激光叉车不存在路段冲突的激光叉车；

解锁单元2，在激光叉车进入子站点时，若该激光叉车的加锁列表中还存在激光叉车ID，则检测加锁列表中激光叉车的目标站点是否为该激光叉车的主站点，若检测结果为否，则加锁列表中删除对应的激光叉车ID，并启动对应的激光叉车。

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