CN112368661A - Agv系统和控制agv系统的方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种AGV系统，该AGV系统包括在工作空间中运行的多个AGV。该工作空间具有不允许AGV彼此交错通过的至少一个巷道。中央控制单元可以访问该工作空间的所存储表示，其中，在该工作空间的所存储表示中，入口/出口节点紧接相应入口的外部定位，其中，在第一AGV承载负载并且定位于该巷道外部并且具有进入所述巷道的规划路线之前，允许该第一AGV占据该工作空间中对应于该工作空间的所存储表示中的所述入口/出口节点之一的一部分，该控制单元确定是否存在与已经存在于该巷道中的任何其他AGV冲突的风险。还提供了控制AGV系统的方法。

Description

AGV系统和控制AGV系统的方法
技术领域
本发明涉及一种AGV系统，该AGV系统包括多个AGV和一个工作空间，所述多个AGV在该工作空间中运行。本发明还涉及一种控制AGV系统的方法。
背景技术
如今，自动导引车(AGV)用于许多应用领域，比如工厂、仓库和医院。不同的AGV系统使用不同的导航方法，并且如今普遍使用的是与激光器结合布置在墙上的反射器，或者布置在地板上的磁体。
在包括若干个AGV的系统中，通常使用软件系统设定交通规则，以控制AGV的移动，并允许AGV在不互相碰撞的情况下移动。可以理解的是，如果AGV系统中包括大量AGV，则软件系统中的计算会变得更加复杂和繁重，并且如果沿较差的路线引导AGV，则系统的效率会降低。
在设计工作空间时通常有意避免的特定设置是巷道，比如死巷(blind alley)或隧道。在工作空间中，巷道是一条狭窄路径，在该狭窄路径中，在横向方向上只能存在一个AGV(若干个AGV可以在巷道中一个接一个地在同一方向上纵向移动)。换句话说，如果第一AGV已经存在于这样的巷道中，则只有在第一AGV移动离开道路(即远离巷道)时才允许第二AGV越过第一AGV。如果工作空间设计者仍然在工作空间中提供巷道，则对于隧道形式的巷道(即具有入口和出口)，规则通常被创建为只允许在巷道的一个方向上移动(即一个专用入口和一个专用出口)。然而，由于存在大量AGV(例如10个或更多个)并且具有进入隧道的规划路线，因此计算可能仍然会非常繁重。如果巷道被设计为死巷，则当若干个AGV前往死巷时，避免碰撞所需的计算将极其复杂并且难以处理。所需的计算数量与AGV的数量成指数关系，因为对于每个AGV，需要考虑所有其他AGV。实际上，指数是阶乘，因此这面临着导致通常所说的“计算爆炸”的风险。
发明内容
本发明的目的是减轻现有技术的缺点。具体地，本发明的目的是提供一种AGV系统，该AGV系统可以比现有技术更好地处理具有巷道的工作空间。在下文中将变得清楚的这些和其他目的通过所附独立权利要求中所限定的AGV系统来实现。
本发明基于发明人的认识，即相比于针对与巷道相关的大量AGV预先进行高级而复杂的计算，更高效的是在冲突发生时解决冲突。具体地，发明人已经认识到，对于每个单独的AGV，可以推迟关于巷道的计算，直到AGV将要进入巷道。在该时间点处，基于巷道中任何其他(多个)AGV的存在来进行计算，并且决定巷道外部的AGV是可以进入还是必须等待直到巷道中的情况有所不同。
具体地，提供了一种系统，在该系统中入口/出口节点被分配给巷道的每个入口。因此，在只有一个入口的死巷的情况下，将有一个入口/出口节点。在具有两个可能入口的隧道的情况下，将有两个入口/出口节点，每个入口一个节点。
应理解的是，AGV还可以使用入口离开巷道，就像人们可以使用商店的入口走进商店和走出商店一样。
根据本发明的第一方面，提供了一种AGV系统。该AGV系统包括
-多个AGV(自动导引车)，其中，每个AGV具有承载负载(比如架子或任何其他类型的存货架或甚至存货物品)的第一状态和不承载负载的第二状态，
-工作空间，比如仓库，所述多个AGV在该工作空间中运行，该工作空间包括至少一个巷道，在该至少一个巷道中不允许所述多个AGV中的任何两个AGV彼此交错通过，其中，对于在处于其第一状态时在所述工作空间中行进并且具有进入所述巷道的规划路线的任何AGV，所述巷道具有一个或两个入口，
-中央控制单元，该中央控制单元可以访问该工作空间的所存储表示，其中，在该工作空间的所存储表示中，入口/出口节点紧接相应入口的外部定位，其中，该中央控制单元被配置为规划所述多个AGV的路线并与所述多个AGV通信，其中，该控制单元监测所述多个AGV中存在于该巷道中的任何一个AGV的位置和状态(以及合适的轨迹和/或路线)，
其中，在允许定位于该巷道外部并且具有进入所述巷道的规划路线的AGV(可以被称为第一AGV)占据该工作空间中对应于该工作空间的所存储表示中的所述入口/出口节点之一的一部分之前，该控制单元被配置为确定
-所述第一AGV是处于其第一状态还是第二状态，以及
-任何其他AGV是否存在于该巷道中并且会干扰所述第一AGV的所述规划路线，
其中，该控制单元被配置为在该控制单元确定将不会干扰该规划路线后，经由该工作空间的所述部分(其对应于该工作空间的表示的入口/出口节点)将所述第一AGV引导到该巷道中。
工作空间可以包括单个巷道或多个巷道。在多个巷道的情况下，这些巷道可以彼此分开或者彼此形成交叉点。一些工作空间可以具有一个或多个独立的巷道，并且还可以具有在一个或多个交叉点处彼此相交的多个巷道。在上述工作空间替代方案示例中的每个示例中，这些巷道可以是隧道或死巷的形式或者是两者的组合(即该工作空间的一些巷道是隧道并且一些是死巷)。应注意的是，虽然通常认为隧道具有两个入口而死巷只有一个入口，但在存在巷道具有隧道的功能但只有一个入口的特殊布局。当巷道像只有一个入口的环岛时就是这种情况，从而允许AGV通过该入口进入并且行进一整圈然后通过同一入口离开(可能在所述一圈期间进行装载或卸载)。因此，在该工作空间的所存储表示中，这种类型的隧道将只与一个入口/出口节点相关联。
可以通过在工作空间中为保持负载而分配或预留的装载/卸载位置(比如架子等存货物品或存货架)来限定巷道。该工作空间的这种装载/卸载位置在某些情况下可以被负载占据，但是在其他情况下，这些位置中的一些位置可以是空的(例如，如果架子已被暂时移除)。无论这些装载/卸载位置是否被负载占据，在该工作空间的所存储表示中，这些位置限定该巷道的边界。因此，巷道不一定是直的，其可以例如是弯曲的。然而，还可以想到巷道由该工作空间中的其他结构限定，例如固定结构，比如墙壁或其他障碍物。装载/卸载位置和用于限定巷道的其他结构的组合也是可以想到的。
如上文已经解释的，对于处于其第一状态(即承载负载)的AGV，只有一个进入死巷的入口，并且因此只有一个入口/出口节点(注意，如果该死巷由AGV即使不承载负载也无法在其下方行进的类型的固定结构限定，则无论AGV处于第一状态还是第二状态，都只有一个进入该死巷的入口)。在被称为隧道的巷道的情况下，对于处于其第一状态的AGV，有两个朝向该巷道的入口，其中，在该工作空间的所存储表示中，为两个入口中的每个入口分配了相应的入口/出口节点。
无法为巷道分配两个以上的入口/出口节点。例如，在该工作空间的所存储表示中，加号形十字路口将被视为从公共交叉点延伸的四个巷道。在所述交叉点处，这四个巷道中的每个巷道都将具有其自己的指定入口/出口节点。除非这四个巷道中的任一个巷道都是死巷，否则每个巷道在相应巷道的另一端都会有入口/出口节点。类似地，T形十字路口将被视为从公共交叉点延伸的三个巷道，其中，这三个巷道中的每个巷道都在所述公共交叉点处具有其自己的指定入口/出口节点。因此，尽管这些入口/出口节点将共享坐标(交叉点)，比如该工作空间的X-Y坐标，但这些节点控制相应巷道的流入/流出/自由流动。相比之下，没有十字路口的L形或其他不规则形状的巷道将被视为只有一个巷道，该巷道具有两个末端并且因此具有一个(在死巷的情况下)或两个入口/出口节点(在隧道的情况下)。另外，还存在以上提到的形成为只有一个入口/出口节点的环岛的巷道的情况，该环岛实际上将起到隧道而不是死巷的作用，因为入口可以从环岛的两个方向到达。
处于其第二状态(即不承载负载)的AGV不一定需要经由所述入口进入该巷道。该控制单元可以例如通过将这种AGV引导到占据对该巷道进行限定的装载/卸载位置之一的架子下方来将这种AGV移动到该巷道中。类似地，可以例如通过从该巷道侧向移出并进入到所述装载/卸载位置之一(例如在架子下方空转)，来引导处于其第二状态并存在于该巷道中的AGV移动离开道路以有利于另一个AGV。
将该入口/出口节点紧接相应入口的外部放置可以被视为允许AGV进入该巷道之前的最后一个检查点。就离散时间步长(将在以下进一步解释)而言，该入口/出口节点将位于离该巷道一个离散时间步长处。
该工作空间的所存储表示可以存储在该中央控制单元本身中，或者存储在该中央控制单元从中检索信息的独立单元中。例如，该中央控制单元可以是包括硬盘形式或内部存储器形式的数据存储单元的计算机。在其他示例实施例中，所述数据存储单元和所述控制单元是独立单元。
AGV系统可以包括用于确定该系统中每个AGV的位置的任何合适的位置确定装置，基于该位置确定装置，该中央控制单元可以规划和控制AGV的移动。可以想到的位置确定装置的一些示例可以呈布置在墙壁上的反射器的形式，这些反射器与布置在所述AGV中的每个AGV上的激光扫描仪结合使用。在其他示例实施例中，所述位置确定装置可以呈布置在所述AGV中的每个AGV上的激光扫描仪的形式，其中，所述激光扫描仪使用比如墙壁等环境来导航。替代性地，所述位置确定装置可以使用地板中的磁体来确定所述AGV所在的位置。
该AGV系统可以包括任何合适的通信装置。所述通信装置可以实现所述中央控制单元与所述AGV、和/或所述中央控制单元与所述位置确定装置、和/或所述中央控制单元与所述数据存储装置之间的通信。所述通信装置可以例如是WLAN系统。
每个AGV可以具有用于与负载(比如架子或其他存货架)对接的对接单元。该对接单元可以具有用于确认对接成功(即，AGV现在承载负载)的传感器。这可以被传送到中央控制单元，该中央控制单元将该AGV分配为处于其第一状态。当然，可以使用用于确认AGV是处于第一状态还是第二状态的任何其他合适的装置。
根据至少一个示例实施例，该工作空间的所述所存储表示被划分成离散部分，其中，所述多个AGV中的任何一个AGV行进的规划路线通过以下方式表示：该AGV沿该规划路线从该AGV当前占据的离散部分行进到下一个离散部分，并沿该规划路线重复地行进到随后的离散部分，直到已到达该规划路线的末端，其中，所述入口/出口节点定位于处于其第一状态的AGV在移动到该巷道内的离散部分之前所占据的最后一个离散部分处。
尽管该工作空间在现实中不一定被明显地划分成离散部分，但是所存储表示可以适当地具有这样的部分划分，以便能够更好地控制和操作AGV。因此，该工作空间可以被认为具有虚拟的离散部分。此外，真实的AGV当然不会在该工作空间的所存储表示中的离散部分上行进，但是真实的AGV的表示可以沿该工作空间的所存储表示移动。这种移动是真实的AGV在真实的工作空间中沿虚拟的离散部分移动的真实表示。
这些离散部分可以由例如网格提供，其中，该网格中的每个正方形可以是离散部分。将工作空间划分成虚拟的离散部分(即将工作空间的所存储表示划分成离散部分)的其他方式可以通过分段或点或其组合来实现。这些离散部分的长度、宽度和形状可以变化，或者其全部可以具有相同的长度、宽度和/或形状。
根据至少一个示例实施例，在所述多个AGV中的任何一个AGV执行沿该规划路线从该AGV当前所占据的离散部分移动到下一个离散部分之前，该中央控制单元确定是否允许该AGV进行该移动。
具体地，在第一AGV从与具有入口/出口节点的离散部分相邻的离散部分移动之前，中央控制单元将确定第一AGV是否处于其第一位置以及其规划路线是否进入巷道。如果是这种情况，并且第二AGV在巷道中，则根据该第二AGV的状态，该中央控制单元可以确定是否要让该第一AGV占据该入口/出口节点。例如，如果该第二AGV处于其第二状态(不承载负载)，则在一些情况下，该中央控制单元可以至少暂时地通过例如命令该第二AGV在该巷道侧向的存货架下方空转来引导其离开道路。如果该第二AGV处于其第一状态，则例如在该巷道是隧道时仍然可以允许该第一AGV占据该入口/出口节点，并且因此该第二AGV被命令通过另一个入口/出口节点离开。然而，如果引导该第二AGV通过与该第一AGV等待占据的入口/出口节点相同的入口/出口节点离开，则该中央控制单元将不允许该第一AGV从其当前的离散部分移动以占据与该入口/出口节点相关联的离散部分。
在至少一些示例实施例中，该中央控制单元以离散时间步长控制AGV。应当注意，表述“离散时间步长”中的单词“时间”并不意味着每个离散时间步长具有固定的持续时间，比如固定的秒数。相反，这意味着离散时间步长是一个接一个地执行的。因此，随着时间的推移，将执行多个时间步长。例如，在第一AGV和第二AGV的以上示例中，离散时间步长可以将该第一AGV仍然保持在当前的离散部分处。下一个离散时间步长可以是，将该第二AGV从一个离散部分移动到下一个离散部分。当针对所有AGV执行了离散时间步长，并且转弯再次决定了该第一AGV的移动时，则该控制单元将再次确定该第一AGV的离散时间步长是要移动到入口/出口节点还是再次保持静止。
执行离散时间步长的顺序可以基于AGV的优先级顺序。因此，可以首先针对最高等级AGV、并且然后针对第二高AGV等执行离散时间步长，直到执行最低等级AGV的离散时间步长，并且然后再次继续执行最高等级AGV。在一些示例实施例中，中央控制单元可以改变优先级顺序。例如，如果下一个要输送的物品是非常紧急的，则刚刚收集并输送了不紧急输送物品的较低等级AGV可能随后会被中央控制单元提高等级。
因此，根据至少一个示例实施例，该中央控制单元向所述多个AGV中的每个AGV分配相应的优先级，其中，所述中央控制单元在确定是否允许具有较低优先级的AGV移动之前先确定是否允许具有较高优先级的AGV移动。
如以上先前所解释的，多个巷道(比如三个或四个)可以从公共交叉点延伸。这反映在至少一个示例实施例中，根据所述示例实施例，所述至少一个巷道包括在交叉点处互连的至少三个巷道，其中，所述至少三个巷道中的每个巷道被分配给相应的单独入口/出口节点，其中，在该工作空间的所存储表示中，所述单独入口/出口节点中的每个节点定位于所述交叉点中。
此外，根据至少一个示例实施例，所述单独入口/出口节点中的每个节点设置在所述至少三个巷道中的相应巷道的第一末端处，其中，所述至少三个巷道中的每个巷道具有第二末端，其中，相应的另外的入口/出口节点定位于所述第二末端中的每个末端处。
而且，根据至少一个示例实施例，所述中央控制单元被配置为将所述至少三个巷道中的每个巷道分配为三种状态中的一种状态，并且随着时间的推移更新所述至少三个巷道中的每个巷道的状态，其中，这三种状态是流入、流出和自由流动，其中，
对于流入，该中央控制单元允许AGV经由该交叉点进入该巷道，但不允许离开；
对于流出，该中央控制单元允许AGV经由该交叉点离开，但不允许进入，
对于自由流动，条件是该巷道中没有AGV并且该巷道未被分配其他两种状态中的任何状态。
该中央控制单元可以通过用对应的流入、流出或自由流动标志在该工作空间的所存储表示中设定相关联的入口/出口节点(或多个节点，在隧道的情况下)来将巷道分配为所述三种状态之一。
根据至少一个示例实施例，所述交叉点由N个巷道共享，其中，如果N-1个所述巷道被分配为流出状态，则剩余的巷道相对于所述交叉点被分配为流入状态。这可以被视为一种用于避免所有巷道中的AGV行进到公共交叉点的碰撞情况的安全措施。因此，根据此示例实施例，在交叉点的情况下，将总是存在来自巷道组合的至少一个出口，即这些巷道中的至少一个巷道将通过设定入口/出口节点而具有流入状态，以允许AGV从所述公共交叉点移动到该巷道中。
根据至少一个示例实施例，如果所述多个AGV中的两个或更多个AGV要被引导到所述至少一个巷道中，或者被引导到共享公共交叉点的所述至少三个巷道之一中，则在所述两个或更多个AGV中的两个或全部AGV均距进入巷道一个离散部分时，该中央控制单元首先将具有最高优先级的AGV引导到该巷道中。换句话说，如果使用离散时间步长，并且第一AGV和第二AGV都距进入巷道或接近入口/出口节点一个离散时间步长，则将允许具有最高优先级的AGV先移动。然而，如果该第一AGV距进入该巷道两个离散时间步长，而该第二AGV距进入该巷道仅一个离散时间步长，则该中央控制单元可以适当地被配置为控制该第二AGV移动到该巷道中，而不论其具有第一AGV和第二AGV中的最高优先级还是最低优先级。
根据本发明的第二方面，提供了一种控制AGV系统的方法，该AGV系统包括在比如仓库等工作空间中运行的多个AGV，该工作空间包括至少一个巷道，在该至少一个巷道中不允许所述多个AGV中的任何两个AGV彼此交错通过，其中，对于在承载负载时在所述工作空间中行进并且具有进入所述巷道的规划路线的任何AGV，所述巷道具有一个或两个入口。该方法包括：
将承载负载的任何AGV分配为处于第一状态，并且将不承载负载的任何AGV分配为处于第二状态，
提供工作空间的表示，
将该工作空间的表示存储在中央控制单元或该中央控制单元可以访问的独立单元中，
在所存储表示中提供紧接相应入口的外部定位的入口/出口节点，
借助于该中央控制单元规划所述多个AGV的路线并与所述多个AGV通信，
借助于该中央控制单元监测所述多个AGV中存在于该巷道中的任何一个AGV的位置和状态，
在允许定位于该巷道外部并且具有进入所述巷道的规划路线的第一AGV占据该工作空间中对应于该工作空间的所存储表示中的所述入口/出口节点之一的一部分之前，借助于该中央控制单元确定
-所述第一AGV是处于其第一状态还是第二状态，以及
-任何其他AGV是否存在于该巷道中并且会干扰所述第一AGV的所述规划路线，
在确定将不会干扰该规划路线后，借助于所述中央控制单元经由该工作空间的所述部分将所述第一AGV引导到该巷道中。
本发明的第一方面的系统的所有实施例和特征可以以本发明的第二方面的方法实施。
附图说明
图1示意性地展示了可以实施本发明的实施例的工作空间。
图2至图5展示了工作空间中的各种布局，其中入口/出口节点用于解决可能产生的冲突。
图6a至图6g是展示AGV系统如何控制多个AGV以避免潜在冲突的顺序。
图7是AGV系统如何控制多个AGV以避免潜在冲突的另一图示。
具体实施方式
图1示意性展示了可以实施本发明的实施例的工作空间1。
工作空间1可以例如定位于仓库中。在仓库的地板上，用附图标记A-H展示的多个AGV(自动导引车)被配置为驾驶以例如拾取和输送所订购的物品。不同类型的物品可以定位于不同的架子或其他类型的存货架2中，所述架子或存货架可以或可以不具有指定的装载/卸载位置4。
工作空间1的一些区域可以由成排的装载/卸载位置4来界定。通常，存货架2将占据大多数装载/卸载位置4，除非特定的存货架当前正在进行交付以完成订单或者在完成订单后返回。
装载/卸载位置4通常成排放置，通常平行的排形成路径。一些路径足够宽，以允许两个AGV彼此交错通过(比如AGV D-H所在的路径)，而其他路径则较窄，在本文中被称为巷道6、巷道8，在这些路径中不允许两个AGV彼此交错通过。
图1中所展示的多个巷道6具有两个用于承载负载的AGV的入口/出口10。那些巷道6被称为隧道。另外的多个巷道8仅具有一个用于承载负载的AGV的入口/出口10，并且这些巷道被称为死巷。
工作空间1可以具有交付区段12，AGV将存货架2带到该交付区段以完成订单。任选地，工作空间1还可以具有为不执行订单的AGV预留的停车区域(未示出)。
中央控制单元14被提供用于(例如，经由WLAN)与每个单独的AGV通信并控制每个单独的AGV。基于进入的订单和/或请求，中央控制单元14对每个单独的AGV的路线进行规划。中央控制单元14还控制沿规划路线的行进，例如，允许AGV沿规划路线向前移动或者暂时停止AGV以避免拥堵或碰撞。中央控制单元14还可以为AGV重新规划路线，无论是相同目的地还是不同目的地。
在图1中，第一AGV A和第二AGV B被展示为承载负载，该负载在此呈存货架2的形式。在本申请中，当承载负载时，AGV被定义为处于其第一状态。图1中的其他AGV C-H不承载负载，并且被定义为处于其第二状态。
在此示例中，第一AGV A由中央控制单元14引导，以将存货架2返回到其装载/卸载位置。例如，第一AGV A可能已经完成了任务，比如将存货架2带到交付区段，在该交付区段从存货架2中取出订购的物品。此存货架的装载/卸载位置A’定位于死巷8中。目前，第二AGVB也定位于该巷道8中，因此如果第一AGV A将朝向所述装载/卸载位置A’驾驶到巷道中，则会阻塞道路。如果第二AGV B处于其第二状态，则其可能被引导为简单地侧向移动离开存货架2下方的道路。
为了避免在这些情况下可能发生在巷道6、巷道8中的冲突和/或碰撞的风险，AGV系统设置有入口/出口节点20(为简洁起见，其被称为入口/出口节点，但是由于其控制AGV的进入和离开，因此还可以将其称为进入/离开节点)。更具体地，中央控制单元14可以访问工作空间的所存储表示。表示可以像这样存储在中央控制单元14中，或者存储在与中央控制单元14比如远程通信的独立单元中。
所存储表示可以包括正交(X，Y)坐标系，其中，工作空间的每个部分/位置可以由X坐标和Y坐标表示。在图1中，工作空间中的多个入口/出口节点20用点划线表示。应当理解，入口/出口节点20实际上不存在于物理工作空间1中，而是存在于工作空间的所存储表示中。然而，出于解释的原因，已经在图1中指示了这些节点在工作空间1中的虚拟位置(对应于其在所存储表示中的X坐标和Y坐标)。
入口/出口节点20定位于紧接相应的巷道6、巷道8的外部的坐标系中。所存储表示可以被划分成离散部分，并且每个离散部分可以例如具有中心点，该中心点具有指定的X坐标和Y坐标。中央控制单元14被适当地配置为命令AGV从一个离散部分移动到邻近的离散部分。因此，入口/出口节点20适当地定位于巷道6、巷道8外部的离散部分，但是邻近巷道6、巷道8内部的离散部分。
图2至图5展示了工作空间中的各种布局，其中入口/出口节点用于解决可能产生的冲突。
图2展示了与图1所展示的类似的情况。
在图2中，第一AGV A处于其第一状态。其目的地是装载/卸载位置A’，在该装载/卸载位置处AGV A将卸载其所承载的负载。为了能够到达位置A’，第一AGV A必须通过用于在其第一状态下行进的AGV的唯一专用入口10进入死巷8。当第一AGV A处于与在所存储表示中对应于具有入口/出口节点20的X坐标和Y坐标的离散部分相邻的离散部分时，中央控制单元将确定第一AGV A处于其第一状态，并且其目的地A’在死巷8中。中央控制单元还将确定第二AGV B存在于巷道中并且处于其第一状态，并且其目的地B’在巷道外部。中央控制单元将阻止AGV A沿其规划路线前进。
因此，本发明允许执行简单得多的计算过程，而不是预先计算路线和冲突的现有技术，包括计算和预先规划某些AGV的暂时空转。当AGV系统检测到可能发生冲突时，AGV系统会简单地解决冲突。入口/出口节点可以被视为巷道的冲突检查点。
就离散时间步长而言，将控制第一AGV A静止若干时间步长，直到第二AGV B已离开巷道8并移出入口/出口节点20。直到那时，第一AGV A的离散时间步长才会随着移动到入口/出口节点20而被执行，并且下一个离散时间步长将移动到巷道8中。
图3展示了三向疏通的四向十字路口。存在四个巷道6a-6d：第一巷道6a、第二巷道6b、第三巷道6c和第四巷道6d。三个AGV中的每个AGV都承载负载，即其处于第一状态。AGV A在第一巷道6a的外部，AGV B在第三巷道6c的外部，而AGV C已经进入第二巷道6b。AGV A、AGV B和AGV C中的每个AGV都在其将要进入或已经进入的巷道之外的另一巷道处具有目的地A’、B’和C’。在目的地A’、B’和C’处，AGV将卸载其相应的负载，并且然后AGV将被视为处于其第二状态。AGV A的目的地A’在第三巷道6c处，AGV B的目的地B’在第一巷道6a处，并且AGV C的目的地C’在第四巷道6d处。在此示例中，中央控制单元已经确定AGV A具有最高优先级(最高等级)，AGV B具有第二高优先级，并且AGV C具有最低优先级。在AGV A占据与第一巷道6a处的入口/出口节点20相关联的离散部分之前，中央控制单元将确定第一巷道中的当前情况。由于第一巷道6a是空的，因此将允许AGV A在下一时间步长中占据与入口/出口节点20相关联的离散部分，并且然后在随后的时间步长中允许AGV A进入第一巷道6a。
回到图3，以类似的方式，将允许AGV B进入第三巷道6c，该第三巷道当前是空的。已经在第二巷道6b中的AGV C将会是到达交叉点22的第一AGV。
所有四个巷道从其延伸的交叉点22在所存储表示中设置有四个入口/出口节点20，每条巷道一个节点。由于AGV C是第一个到达的，因此尽管具有最低优先级，AGV C也会被允许占据交叉点22，并且然后朝其目的地C’移动到第四巷道6d中。在这种情况下，AGV A和B可能基本上同时到达入口/出口节点。由于其需要彼此切换巷道，因此控制单元将激活疏通功能，其中空闲巷道之一(例如巷道6b)将暂时用于容纳AGV A和B中的一个AGV，从而允许AGV中的另一个AGV移动到其目的地所在的巷道中。
图4展示了一种不同的情况，其中AGV A和C都被允许进入第一巷道，因为其以相同的方向前进，即朝交叉点22前进(并且然后朝着第三巷道)。AGV A和C承载负载，即其处于第一状态。AGV B不承载负载，即其处于第二状态。在允许AGV C占据交叉点22之前，中央控制单元将基于与第三巷道相关联的入口/出口节点来确定AGV B已经存在于第三巷道中，并且AGV B处于其第二状态。在AGV中的每个AGV的另一时间步长之后，AGV C将占据交叉点，并且AGV B将离交叉点更近一步。在此阶段，当发生冲突时，中央控制单元将命令AGV B侧向移动到装载/卸载位置4并继续在其道路上的存货架2下方移动到其目的地B’，在该目的地处，AGV B将拾取存货架2。在AGV B离开道路的情况下，允许AGV A和C继续进入第三巷道并到达其相应的目的地A’和C’。
图5展示了引导AGV A和AGV B(均处于其第一状态)从其两个不同入口进入呈隧道形式的巷道的情况。巷道具有两个入口/出口节点20。如果AGV A具有最高优先级，并且两个AGV均距相应的入口/出口节点仅一个时间步长，则中央控制单元将允许AGV A进入并将负载输送到装载/卸载位置4，即目的地A’。同时，在许多时间步长期间，AGV B将暂时停止。当AGV A已到达其目的地A’时，则将允许AGV B通过与入口/出口节点20相关联的离散部分，并允许其穿过巷道并通过巷道的相对入口出去，以便到达其目的地B’。
图6a至图6f是展示AGV系统如何控制多个AGV A-H以避免潜在冲突的顺序。这些图可以被认为对应于工作空间的所存储表示。
在下文中，假设中央控制单元已经按字母顺序分配了优先级，即AGV A具有最高优先级并且AGV H具有最低优先级。
工作空间的所存储表示具有多个巷道6a-6i和交叉点22a-22c。每个交叉点22a-22c具有多个入口/出口节点(类似于图3中的交叉点22)。除了交叉点22a-22c处的入口之外，还存在通向设置有入口/出口节点20的巷道的其他入口。
假设AGV A-F中的每个AGV都具有相应的规划路线，该规划路线包括进入相应的巷道并最终到达AGV G和H当前所在的工作空间的较大开阔区域。
另一方面，假设AGV G和H的目的地在图中的左侧，并且因此需要通过沿所述巷道中的一个或多个巷道到达其相应的目的地。此外，在此示例中，假设AGV A-H中的每个AGV都处于其第一状态(即承载负载)，并且因此不能够/被允许在位于巷道侧面的存货架下方移动。
从图6a开始，在中央控制单元所使用的算法中，AGV A请求进入巷道6a。由于巷道6a是空的，因此允许AGV A进入，这在图6b中通过AGV A占据与巷道6a相关联的入口/出口节点来展示。
如图6b所展示的，因为AGV A已被允许进入巷道6a，所以巷道将暂时变成单向路径(即单向)。这通过箭头来展示。在巷道6a的另一端，存在具有三个入口/出口节点的三向交叉点22a，每个延伸到交叉点22a的巷道6a、6b、6g具有一个入口/出口节点。在交叉点22a处，与巷道6a相关联的入口/出口节点将仅允许AGV从巷道6a移出。因此，目前不允许任何AGV通过交叉点22a进入巷道6a。现在，中央控制单元已经相对于交叉点22a中巷道6a的入口/出口节点将巷道6a分配为流出状态。
接下来，在中央控制单元所使用的算法中，AGV B请求进入巷道6b。由于巷道6b是空的，因此AGV B可以访问巷道6b。巷道6b还将被分配为流出状态，即中央控制单元允许AGV离开，但不允许其通过交叉点22a进入巷道6b。这在图6c中用另一个箭头来展示。
这将触发交叉点22a的第三节点沿交叉点22a的第三巷道6g“传播”。传播将一直延伸到下一个交叉点22b，即巷道6g的另一端。这在图6d中进行了展示。因此，相对于交叉点22a，巷道6g被分配为流入状态，这与交叉点22a的已被分配为流出状态的其他巷道6a、6b相反。这降低了在具有公共交叉点22a的巷道6a、6b、6g中发生冲突的风险。
在目前情况下，交叉点22a由三个巷道(N个巷道)共享，其中，如果所述巷道中的两个巷道(N-1个所述巷道)被分配为流出状态，则剩余的巷道相对于所述交叉点22a被分配为流入状态。
图6d中展示了该传播，其中第三箭头介于交叉点22a与交叉点22b之间。这意味着当巷道6g相对于交叉点22a被分配为流入状态时，其将相对于交叉点22b被分配为流出状态。这将防止任何处于其第一状态的AGV通过交叉点22b处的入口进入巷道6g。
接下来，要求AGV C和AGV D分别进入巷道6c和巷道6d。由于这些巷道是空的，因此允许访问，并且巷道6c和6d将相对于交叉点22b被分配为流出状态。这在图6e中进行了展示。
这将触发交叉点22b的第四节点沿交叉点的第四巷道6h“传播”。传播将一直延伸到下一个交叉点22c，即巷道6h的另一端。这在图6f中进行了展示。因此，相对于交叉点22b，巷道6h被分配为流入状态，这与交叉点22b的已被分配为流出状态的其他巷道6c、6d和6g相反。这降低了在具有公共交叉点22b的巷道6c、6d、6g中发生冲突的风险。
同样，其遵循这样的规则，即如果交叉点由N个巷道共享，并且N-1个所述巷道已经被分配为流出状态，则剩余的巷道将相对于所述交叉点被分配为流入状态。在这种情况下，交叉点22b由四个巷道共享，并且所述巷道中的三个巷道(N-1)被分配为流出状态，并且因此剩余的第四巷道相对于所述交叉点22b被分配为流入状态。
图6g类似地展示了AGV E和F如何随后分别被允许访问巷道6e和6g，以及这如何导致(类似于前面的解释)交叉点22c的第四入口/出口节点沿巷道6i传播到入口/出口节点20。巷道6i将相对于入口/出口节点20被分配为流出状态。只要保持这种流出状态，就不会允许AGV G和H通过所述入口/出口节点20进入巷道6i。因此，中央控制单元将使AGV G和H等待，直到其他AGV A-F已经离开巷道6i。替代性地，中央控制单元可以重新引导AGV G和H通过另一个巷道和另一个入口/出口节点进入。
应注意的是，如果优先级的顺序是相反的，从而允许AGV G和H首先进入巷道6i，则传播将是相反方向的，从而拒绝AGV A进入到巷道6a中，直到巷道6a的流出状态相对于AGVA正在等待的入口/出口节点已改变为自由流动或流入。
图7是AGV系统如何控制多个AGV以避免潜在冲突的另一图示。展示了工作空间的一部分的所存储表示。
再次假设所有AGV A-E都承载负载。AGV E的目的地在装载/卸载位置E’处，AGV E将在该装载/卸载位置处卸载其所承载的负载。优先级顺序是按字母顺序排列的。因此，AGVE的优先级最低。AGV A-C已经进入相应的巷道，并且正朝四向交叉点前进。这将导致沿第四巷道传播到三向交叉点，AGV D已经朝该三向交叉点前进。这进而将导致如弯曲箭头所展示的持续传播，一直传播到AGV E正在其外部等待的交叉点。AGV E将不被允许访问所传播的巷道，因为其将朝着与传播相反的方向前进。因此，中央控制单元将保持AGV E等待，直到传播被消除。
应注意的是，如果AGV A-D之一不在巷道中(例如，假设AGV C不在图中)，则不会有传播，并且AGV E将被允许进入其巷道。换句话说，如果交叉点由N个巷道共享并且只有N-2个所述巷道被分配为流出状态(而不是N-1)，则剩余的两个巷道保持默认的自由流动状态，即不进行传播。

Claims (13)

1.一种AGV系统，包括：
-多个AGV，其中，每个AGV具有其承载负载的第一状态以及其不承载负载的第二状态，
-工作空间，比如仓库，所述多个AGV在该工作空间中运行，该工作空间包括至少一个巷道，在该至少一个巷道中不允许所述多个AGV中的任何两个AGV彼此交错通过，其中，对于在处于其第一状态时在所述工作空间中行进并且具有进入所述巷道的规划路线的任何AGV，所述巷道具有一个或两个入口，
-中央控制单元，该中央控制单元可以访问该工作空间的所存储表示，其中，在该工作空间的所存储表示中，入口/出口节点紧接相应入口的外部定位，其中，该中央控制单元被配置为规划所述多个AGV的路线并与所述多个AGV通信，其中，该控制单元监测所述多个AGV中存在于该巷道中的任何一个AGV的位置和状态，
其中，在允许定位于该巷道外部并且具有进入所述巷道的规划路线的第一AGV占据该工作空间中对应于该工作空间的所存储表示中的所述入口/出口节点之一的一部分之前，该控制单元被配置为确定
-所述第一AGV是处于其第一状态还是第二状态，以及
-任何其他AGV是否存在于该巷道中并且会干扰所述第一AGV的所述规划路线，
其中，该控制单元被配置为在该控制单元确定将不会干扰该规划路线后，经由该工作空间的所述部分将所述第一AGV引导到该巷道中。
2.如权利要求1所述的AGV系统，其中，该工作空间的所述所存储表示被划分成离散部分，其中，所述多个AGV中的任何一个AGV行进的规划路线通过以下方式表示：该AGV沿该规划路线从该AGV当前占据的离散部分行进到下一个离散部分，并沿该规划路线重复地行进到随后的离散部分，直到已到达该规划路线的末端，其中，所述入口/出口节点定位于处于其第一状态的AGV在移动到该巷道内的离散部分之前所占据的最后一个离散部分处。
3.如权利要求2所述的AGV系统，其中，在所述多个AGV中的任何一个AGV执行沿该规划路线从该AGV当前所占据的离散部分移动到下一个离散部分之前，该中央控制单元确定是否允许该AGV进行该移动。
4.如权利要求1至3中任一项所述的AGV系统，其中，所述中央控制单元向所述多个AGV中的每个AGV分配相应的优先级，其中，所述中央控制单元在确定是否允许具有较低优先级的AGV移动之前先确定是否允许具有较高优先级的AGV移动。
5.如权利要求1至4中任一项所述的AGV系统，其中，对于处于该第一状态的AGV，所述巷道是仅具有一个入口的死巷。
6.如权利要求1至4中任一项所述的AGV系统，其中，对于处于该第一状态的AGV，所述巷道是具有两个入口的隧道，该巷道的每个末端处各有一个入口，其中，紧接每个入口的外部设置有相应的入口/出口节点。
7.如权利要求1至6所述的AGV系统，其中，所述至少一个巷道包括在交叉点处互连的至少三个巷道，其中，所述至少三个巷道中的每个巷道被分配给相应的单独入口/出口节点，其中，在该工作空间的所存储表示中，所述单独入口/出口节点中的每个节点定位于所述交叉点中。
8.如权利要求7所述的AGV系统，其中，所述单独入口/出口节点中的每个节点设置在所述至少三个巷道中的相应巷道的第一末端处，其中，所述至少三个巷道中的每个巷道具有第二末端，其中，相应的另外的入口/出口节点定位于所述第二末端中的每个末端处。
9.如权利要求7至8中任一项所述的AGV系统，其中，所述中央控制单元被配置为将所述至少三个巷道中的每个巷道分配为三种状态中的一种状态，并且随着时间的推移更新所述至少三个巷道中的每个巷道的状态，其中，这三种状态是流入、流出和自由流动，其中，
对于流入，该中央控制单元允许AGV经由该交叉点进入该巷道，但不允许离开；
对于流出，该中央控制单元允许AGV经由该交叉点离开，但不允许进入，
对于自由流动，条件是该巷道中没有AGV并且该巷道未被分配其他两种状态中的任何状态。
10.如权利要求9所述的AGV系统，其中，所述交叉点由N个巷道共享，其中，如果N-1个所述巷道被分配为流出状态，则剩余的巷道相对于所述交叉点被分配为流入状态。
11.如权利要求2中任一项或在从属于权利要求2时权利要求3至10中任一项所述的AGV系统，其中，如果所述多个AGV中的两个或更多个AGV要被引导到所述至少一个巷道中，或者被引导到如权利要求7至10所述的至少三个巷道之一中，
则在所述两个或更多个AGV中的两个或全部AGV均距进入巷道一个离散部分时，该中央控制单元首先将具有最高优先级的AGV引导到该巷道中。
12.一种控制AGV系统的方法，该AGV系统包括在比如仓库等工作空间中运行的多个AGV，该工作空间包括至少一个巷道，在该至少一个巷道中不允许所述多个AGV中的任何两个AGV彼此交错通过，其中，对于在承载负载时在所述工作空间中行进并且具有进入所述巷道的规划路线的任何AGV，所述巷道具有一个或两个入口，该方法包括：
将承载负载的任何AGV分配为处于第一状态，并且将不承载负载的任何AGV分配为处于第二状态，
提供工作空间的表示，
将该工作空间的表示存储在中央控制单元或该中央控制单元可以访问的独立单元中，
在所存储表示中提供紧接相应入口的外部定位的入口/出口节点，
借助于该中央控制单元规划所述多个AGV的路线并与所述多个AGV通信，
借助于该中央控制单元监测所述多个AGV中存在于该巷道中的任何一个AGV的位置和状态，
在允许定位于该巷道外部并且具有进入所述巷道的规划路线的第一AGV占据该工作空间中对应于该工作空间的所存储表示中的所述入口/出口节点之一的一部分之前，借助于该中央控制单元确定
-所述第一AGV是处于其第一状态还是第二状态，以及
-任何其他AGV是否存在于该巷道中并且会干扰所述第一AGV的所述规划路线，
在确定将不会干扰该规划路线后，借助于所述中央控制单元经由该工作空间的所述部分将所述第一AGV引导到该巷道中。
13.如权利要求12所述的方法，其中，该AGV系统是根据权利要求1至11中任一项所述的AGV系统。
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CN116070872A (zh) * 2023-02-23 2023-05-05 机科发展科技股份有限公司 基于窄通道的agv调度方法、电子设备及存储介质
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