CN113108795A - 一种任意阶agv曲线路线生成方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种任意阶AGV曲线路线生成方法、装置及系统及存储介质，涉及轨迹跟踪控制技术领域，所述路线生成方法通过获取AGV贝塞尔曲线路径；在对原贝塞尔曲线不变的情况下，动态增加贝塞尔曲线的阶数，生成高阶曲线路径地图。本发明的路径优化具有无损,易用的优点，能够在保持原路径的信息的前提下,对曲线增加阶数,从而增强路段的灵活修改的能力。
Description
技术领域
本发明涉及轨迹跟踪控制技术领域，尤其涉及一种任意阶AGV曲线路线生成方法、装置及系统及存储介质。
背景技术
传统的AGV(Automated Guided Vehicle，自动导引运输车)，轨迹跟踪路线一般是直线、圆弧，此类方法带来的缺点：直线和圆弧，路径规划，图形单一，灵活性差；直线和圆弧组合路径，曲率不连续，路径不平滑，造成AGV跟踪路线时转向不平顺；导致传统轨迹跟踪方法效果不强。
AGV的自主导航依赖于本体或者上位机所持有的地图,曲线路径一般都是基于贝塞尔曲线(Bezier Curve),二阶或者三阶等；阶数越高,曲线的表达能力越强，基于固定阶数；无法从低阶无损转换为高阶；因此修改路线时,有时需要增加路段的方式来响应需求；不仅增加了工作复杂度,由于多个路段的不连续性可能导致AGV运行效率的下降.
发明内容
本发明的目的在于提供一种任意阶AGV曲线路线生成方法、装置及系统及存储介质，无损提升曲线阶数,在对原曲线没有任何改动的情况下,动态增加曲线的阶数,从而增加曲线的表达能力。
第一方面，本发明实施例提供了一种任意阶AGV曲线路线生成方法，所述路线生成方法包括：
获取AGV贝塞尔曲线路径；
在对原贝塞尔曲线不变的情况下，动态增加贝塞尔曲线的阶数，生成高阶曲线路径地图。
可选地，在对原贝塞尔曲线不变的情况下,动态增加塞尔曲线的阶数包括：
基于贝塞尔曲线路径的起点P0、终点Pn、控制点P1,P2...Pn-1，在保持起点P0和终点Pn不变、曲线不变的前提下,增加控制点的数量到n个,具体算法包括:
从1到n循环i次,得到n个新的控制点newPi的x/y坐标:
newPi.x＝Pi.x*i/(n+2)+(n+2-i)*Pi+1.x/(n+2)；
newPi.y＝Pi.y*i/(n+2)+(n+2-i)*Pi+1.y/(n+2)；
加上原路径的起点P0和终点Pn,从原有的n-1阶得到n阶曲线，(P0,newP1,newP2...,newPn,Pn)；
重复上述步骤,以得到更高阶的曲线路径。
第二方面，本发明实施例提供了一种任意阶AGV曲线路线生成任意阶
AGV曲线路线生成装置，所述路线生成装置包括：
路径获取模块，用于获取AGV贝塞尔曲线路径；
高阶路径生成模块，用于在对原贝塞尔曲线不变的情况下,动态增加贝塞尔曲线的阶数，生成高阶曲线路径地图。
可选地，所述高阶路径生成模块，基于贝塞尔曲线路径的起点P0、终点Pn、控制点P1,P2...Pn-1，在保持起点P0和终点Pn不变、曲线不变的前提下,增加控制点的数量到n个,具体算法包括:
从1到n循环i次,得到n个新的控制点newPi的x/y坐标:
newPi.x＝Pi.x*i/(n+2)+(n+2-i)*Pi+1.x/(n+2)；
newPi.y＝Pi.y*i/(n+2)+(n+2-i)*Pi+1.y/(n+2)；
加上原路径的起点P0和终点Pn,从原有的n-1阶得到n阶曲线，(P0,newP1,newP2...,newPn,Pn)；
重复上述步骤,以得到更高阶的曲线。
第三方面，本发明实施例提供了一种任意阶AGV曲线路线生成任意阶AGV曲线路线控制系统，所述路线控制系统包括：
路径生成子系统，在对原贝塞尔曲线不变的情况下,动态增加贝塞尔曲线的阶数，生成高阶曲线路径地图；
存储子系统，用于保存所述路径地图。
可选地，所述路径生成子系统包括：
路径显示模块，用于对路径进行可视化展示；
高阶路径生成模块，用于在对原贝塞尔曲线不变的情况下,动态增加贝塞尔曲线的阶数，生成高阶曲线路径地图。
可选地，所述可视化展示包括：
基于运行于电脑、平板、PC、手机、服务器上的应用程序,根据输入的路线数据对路线进行可视化展示，或
基于Web服务器的应用,通过浏览器访问来可视化路线。
进一步地，所述路线控制系统还包括：
路径输出子系统，用于将高阶曲线路径输出到AGV及其上位系统。
可选地，所述高阶路径生成模块，基于贝塞尔曲线路径的起点P0、终点Pn、控制点P1,P2...Pn-1，在保持起点P0和终点Pn不变、曲线不变的前提下,增加控制点的数量到n个,具体算法包括:
从1到n循环i次,得到n个新的控制点newPi的x/y坐标:
newPi.x＝Pi.x*i/(n+2)+(n+2-i)*Pi+1.x/(n+2)；
newPi.y＝Pi.y*i/(n+2)+(n+2-i)*Pi+1.y/(n+2)；
加上原路径的起点P0和终点Pn,从原有的n-1阶得到n阶曲线，(P0,newP1,newP2...,newPn,Pn)；
重复上述步骤,以得到更高阶的曲线。
第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现上述方法的步骤。
有益效果
本发明提出了一种任意阶AGV曲线路线生成方法、装置及系统及存储介质，所述路线生成方法通过获取AGV贝塞尔曲线路径；在对原贝塞尔曲线不变的情况下，动态增加贝塞尔曲线的阶数，生成高阶曲线路径地图。本发明的路径优化具有无损,易用的优点，能够在保持原路径的信息的前提下,对曲线增加阶数,从而增强路段的灵活修改的能力。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的一种任意阶AGV曲线路线生成方法的流程图；
图2为本发明一种实施例一种任意阶AGV曲线路线生成装置的结构框图；
图3为本发明一种实施例一种任意阶AGV曲线路线控制系统的结构框图；
图4为图3中路径生成子系统的结构框图；
图5为发明一种实施例的一种任意阶AGV曲线路线控制系统工作的流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书一个或多个实施例中的技术方案，下面将结合本说明书一个或多个实施例中的附图，对本说明书一个或多个实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书一个或多个实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本文件的保护范围。
本发明提供一种任意阶AGV曲线路线生成方法、装置及系统及存储介质，无损提升曲线阶数,在对原曲线没有任何改动的情况下,动态增加曲线的阶数,从而增加曲线的表达能力。
本发明可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如，程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明，在这些分布式计算环境中，有通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
下面结合附图说明和具体实施例对本发明作进一步描述：
AGV的自主导航依赖于本体或者上位机所持有的地图,曲线路径一般都是基于贝塞尔曲线(Bezier Curve),二阶或者三阶等；阶数越高,曲线的表达能力越强。
图1示出了本发明实施例的本发明实施例提供了一种任意阶AGV曲线路线生成方法，如图1所示，所述路线生成方法包括：
S20、获取AGV贝塞尔曲线路径；
S40、在对原贝塞尔曲线不变的情况下，动态增加贝塞尔曲线的阶数，生成高阶曲线路径地图。
本实施例提出了一种任意阶AGV曲线路线生成方法，所述路线生成方法通过获取AGV贝塞尔曲线路径；在对原贝塞尔曲线不变的情况下，动态增加贝塞尔曲线的阶数，生成高阶曲线路径地图。本实施例的路径优化方法具有无损、易用的优点，能够在保持原路径的信息的前提下,对曲线增加阶数,从而增强路段的灵活修改的能力。
具体地，在对原贝塞尔曲线不变的情况下,动态增加塞尔曲线的阶数包括：
基于贝塞尔曲线路径的起点P0、终点Pn、控制点P1,P2...Pn-1，在保持起点P0和终点Pn不变、曲线不变的前提下,增加控制点的数量到n个,具体算法包括:
从1到n循环i次,得到n个新的控制点newPi的x/y坐标:
newPi.x＝Pi.x*i/(n+2)+(n+2-i)*Pi+1.x/(n+2)；
newPi.y＝Pi.y*i/(n+2)+(n+2-i)*Pi+1.y/(n+2)；
加上原路径的起点P0和终点Pn,从原有的n-1阶得到n阶曲线，(P0,newP1,newP2...,newPn,Pn)；并且保持了原有的曲线形状；
重复上述步骤,以得到更高阶的曲线路径。
基于同一发明构思，本发明实施例提供了一种任意阶AGV曲线路线生成任意阶AGV曲线路线生成装置，图2为本发明一种实施例一种任意阶AGV曲线路线生成装置的结构框图，如图2所示，所述路线生成装置包括：
路径获取模块20，用于获取AGV贝塞尔曲线路径；
高阶路径生成模块40，用于在对原贝塞尔曲线不变的情况下,动态增加贝塞尔曲线的阶数，生成高阶曲线路径地图。
本实施例提出了一种任意阶AGV曲线路线生成装置，所述路线生成装置通过路径获取模块20获取AGV贝塞尔曲线路径；通过高阶路径生成模块40在对原贝塞尔曲线不变的情况下，动态增加贝塞尔曲线的阶数，生成高阶曲线路径地图。能够在保持原路径的信息的前提下,对曲线增加阶数,从而增强路段的灵活修改的能力。
具体地，所述高阶路径生成模块20，基于贝塞尔曲线路径的起点P0、终点Pn、控制点P1,P2...Pn-1，在保持起点P0和终点Pn不变、曲线不变的前提下,增加控制点的数量到n个,具体算法包括:
从1到n循环i次,得到n个新的控制点newPi的x/y坐标:
newPi.x＝Pi.x*i/(n+2)+(n+2-i)*Pi+1.x/(n+2)；
newPi.y＝Pi.y*i/(n+2)+(n+2-i)*Pi+1.y/(n+2)；
加上原路径的起点P0和终点Pn,从原有的n-1阶得到n阶曲线，(P0,newP1,newP2...,newPn,Pn)；
重复上述步骤,以得到更高阶的曲线。
基于同一发明构思，本发明实施例提供了一种任意阶AGV曲线路线生成任意阶AGV曲线路线控制系统，图3为本发明一种实施例一种任意阶AGV曲线路线控制系统的结构框图，如图3所示，所述路线控制系统包括：
路径生成子系统200，在对原贝塞尔曲线不变的情况下,动态增加贝塞尔曲线的阶数，生成高阶曲线路径地图；
存储子系统400，用于保存所述路径地图。
图4为图3中路径生成子系统200的结构框图，如图4所示，所述路径生成子系统200包括：
路径获取模块20，用于获取AGV贝塞尔曲线路径；
路径显示模块201，用于对路径进行可视化展示；
高阶路径生成模块40，用于在对原贝塞尔曲线不变的情况下,动态增加贝塞尔曲线的阶数，生成高阶曲线路径地图。
具体地，所述可视化展示包括：
基于运行于电脑、平板、PC、手机、服务器上的应用程序,根据输入的路线数据对路线进行可视化展示，或
基于Web服务器的应用,通过浏览器访问来可视化路线。
进一步地，所述路线控制系统还包括：
路径输出子系统600，用于将高阶曲线路径输出到AGV及其上位系统。
具体地，所述高阶路径生成模块40，基于贝塞尔曲线路径的起点P0、终点Pn、控制点P1,P2...Pn-1，在保持起点P0和终点Pn不变、曲线不变的前提下,增加控制点的数量到n个,具体算法包括:
从1到n循环i次,得到n个新的控制点newPi的x/y坐标:
newPi.x＝Pi.x*i/(n+2)+(n+2-i)*Pi+1.x/(n+2)；
newPi.y＝Pi.y*i/(n+2)+(n+2-i)*Pi+1.y/(n+2)；
加上原路径的起点P0和终点Pn,从原有的n-1阶得到n阶曲线，(P0,newP1,newP2...,newPn,Pn)；
重复上述步骤,以得到更高阶的曲线。
下面就本实施例的任意阶AGV曲线路线生成任意阶AGV曲线路线控制系统运行流程进行说明：
图5为本实施例的一种任意阶AGV曲线路线控制系统工作的流程图，如图5所示：
S1、通过路径获取模块20从AGV及其上位系统或其它方式(例如：机器人控制系统RCS或者仓库控制系统WCS或用u盘或者网盘/微信等方式)中获取AGV的路径地图文件；
S2、将该地图文件保存到存储子系统400中；
S3、路线生成子系统400读取该地图文件,生成高阶曲线路径地图；
S4、将生成的高阶曲线路径地图写回存储子系统400；
S5、路径输出子系统600高阶曲线路径地图输出到AGV或其上位系统。
在保持原路径的信息的前提下,对曲线增加阶数,从而增强路段的灵活修改的能力。
附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，所述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中一种任意阶AGV曲线路线生成系统中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入电子设备中的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，所述程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本申请的任意阶AGV曲线路线生成方法。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种任意阶AGV曲线路线生成方法，其特征在于，所述路线生成方法包括：
获取AGV贝塞尔曲线路径；
在对原贝塞尔曲线不变的情况下，动态增加贝塞尔曲线的阶数，生成高阶曲线路径地图。
2.根据权利要求1所述的路线生成方法，其特征在于，在对原贝塞尔曲线不变的情况下,动态增加塞尔曲线的阶数包括：
基于贝塞尔曲线路径的起点P0、终点Pn、控制点P1,P2...Pn-1，在保持起点P0和终点Pn不变、曲线不变的前提下,增加控制点的数量到n个,具体算法包括:
从1到n循环i次,得到n个新的控制点newPi的x/y坐标:
newPi.x＝Pi.x*i/(n+2)+(n+2-i)*Pi+1.x/(n+2)；
newPi.y＝Pi.y*i/(n+2)+(n+2-i)*Pi+1.y/(n+2)；
加上原路径的起点P0和终点Pn,从原有的n-1阶得到n阶曲线，(P0,newP1,newP2...,newPn,Pn)；
重复上述步骤,以得到更高阶的曲线路径。
3.一种任意阶AGV曲线路线生成装置，其特征在于，所述路线生成装置包括：
路径获取模块，用于获取AGV贝塞尔曲线路径；
高阶路径生成模块，用于在对原贝塞尔曲线不变的情况下,动态增加贝塞尔曲线的阶数，生成高阶曲线路径地图。
4.根据权利要求3所述的路线生成装置，其特征在于，所述高阶路径生成模块，基于贝塞尔曲线路径的起点P0、终点Pn、控制点P1,P2...Pn-1，在保持起点P0和终点Pn不变、曲线不变的前提下,增加控制点的数量到n个,具体算法包括:
从1到n循环i次,得到n个新的控制点newPi的x/y坐标:
newPi.x＝Pi.x*i/(n+2)+(n+2-i)*Pi+1.x/(n+2)；
newPi.y＝Pi.y*i/(n+2)+(n+2-i)*Pi+1.y/(n+2)；
加上原路径的起点P0和终点Pn,从原有的n-1阶得到n阶曲线，(P0,newP1,newP2...,newPn,Pn)；
重复上述步骤,以得到更高阶的曲线。
5.一种任意阶AGV曲线路线控制系统，其特征在于，所述路线控制系统包括：
路径生成子系统，在对原贝塞尔曲线不变的情况下,动态增加贝塞尔曲线的阶数，生成高阶曲线路径地图；
存储子系统，用于保存所述路径地图。
6.根据权利要求5所述的路线控制系统，其特征在于，所述路径生成子系统包括：
路径显示模块，用于对路径进行可视化展示；
高阶路径生成模块，用于在对原贝塞尔曲线不变的情况下,动态增加贝塞尔曲线的阶数，生成高阶曲线路径地图。
7.根据权利要求5所述的路线控制系统，其特征在于，所述可视化展示包括：
基于运行于电脑、平板、PC、手机、服务器上的应用程序,根据输入的路线数据对路线进行可视化展示，或
基于Web服务器的应用,通过浏览器访问来可视化路线。
8.根据权利要求5所述的路线控制系统，其特征在于，所述路线控制系统还包括：
路径输出子系统，用于将高阶曲线路径输出到AGV及其上位系统。
9.根据权利要求5所述的路线控制系统，其特征在于，所述高阶路径生成模块，基于贝塞尔曲线路径的起点P0、终点Pn、控制点P1,P2...Pn-1，在保持起点P0和终点Pn不变、曲线不变的前提下,增加控制点的数量到n个,具体算法包括:
从1到n循环i次,得到n个新的控制点newPi的x/y坐标:
newPi.x＝Pi.x*i/(n+2)+(n+2-i)*Pi+1.x/(n+2)；
newPi.y＝Pi.y*i/(n+2)+(n+2-i)*Pi+1.y/(n+2)；
加上原路径的起点P0和终点Pn,从原有的n-1阶得到n阶曲线，(P0,newP1,newP2...,newPn,Pn)；
重复上述步骤,以得到更高阶的曲线。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现如权利要求1-2中任一项所述方法的步骤。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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