CN113459855B - 基于用电量分析的agv小车充电控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于用电量分析的AGV小车充电控制方法及系统。所述方法包括：响应于分配的搬运任务，获取待搬运货物的预定特征信息和任务完成限时；根据预定特征信息获取搬运任务的总用电量；判断已有数量的AGV小车的可用总电量与所述总用电量之比是否小于预设的比例阈值；若小于，根据预定的充电控制策略和所述任务完成限时对正在充电和要求充电的AGV小车进行慢充或者快充；若不小于，对正在充电和要求充电的AGV小车进行慢充。所述系统包括对应实现上述步骤的各个功能模块。根据本发明，能够解决现有的AGV小车因固定采用快充充电方式而导致其锂电池使用寿命缩短的问题。

Description

基于用电量分析的AGV小车充电控制方法及系统
技术领域
本发明属于AGV小车充电控制领域，更具体地，涉及一种基于用电量分析的AGV小车充电控制方法及系统。
背景技术
(Automated Guided Vehicle，简称AGV)，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，以可充电之锂电池为其动力来源。一般可通过电脑来控制其行进路线以及行为，或利用电磁轨道(electromagnetic path-followingsystem)来设立其行进路线，电磁轨道黏贴于地板上，AGV小车则依靠电磁轨道所带来的讯息进行移动与动作。
目前，AGV锂电池的充电方式有快充与慢充两种。通常情况下，AGV小车的充电方式都会选择快充充电，这样才能够在短时间内获得足够的能量，从而使AGV小车可以24小时全天工作。然而，虽然快充的充电方式能够有效地提高AGV小车的工作效率，但是也会对AGV锂电池产生一定的危害。具体地，快充既是大功率充电，可在半小时内将AGV锂电池的电量充到80％，快充充电时，直流充电的电压一般都是大于电池电压的。充电电压的浮高，短时间内对锂电池的冲击较大，长期使用快速充电则会影响锂电池的使用寿命。AGV锂电池的快充充电是以缩短其循环寿命为代价的，因为电池是通过化学反应产生电能的装置，而充电的话便是逆化学反应，快充充电在瞬间向电池输入大电流会降低电池的还原能力，从而减少电池的充放电次数。
发明内容
本发明的目的在于解决现有的AGV小车因固定采用快充充电方式而导致其锂电池使用寿命缩短的问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种基于用电量分析的AGV小车充电控制方法及系统。
根据本发明的第一方面，提供了一种基于用电量分析的AGV小车充电控制方法，所述AGV小车充电控制方法包括以下步骤：
响应于分配的搬运任务，获取待搬运货物的预定特征信息和任务完成限时；
根据所述预定特征信息获取所述搬运任务的总用电量；
判断已有数量的AGV小车的可用总电量与所述总用电量之比是否小于预设的比例阈值；
响应于所述可用总电量与所述总用电量之比小于预设的比例阈值的判断结果，根据预定的充电控制策略和所述任务完成限时对正在充电和要求充电的AGV小车进行慢充或者快充；
响应于所述可用总电量与所述总用电量之比不小于预设的比例阈值的判断结果，对正在充电和要求充电的AGV小车进行慢充。
作为优选的是，所述预定特征信息包括单个包装货物的体积和重量，以及货物总数量。
作为优选的是，所述根据所述预定特征信息获取所述搬运任务的总用电量基于预先构建的总用电量分析模型实现；
所述总用电量分析模型为深度神经网络模型。
作为优选的是，在所述判断已有数量的AGV小车的可用总电量与所述总用电量之比是否小于预设的比例阈值之前，还包括：获取已有数量的AGV小车的可用总电量；
所述获取已有数量的AGV小车的可用总电量包括：
获取每个AGV小车的当前剩余电量；
获取每个AGV小车的当前剩余电量与预设的充电触发阈值的差值；
对得到的所有的AGV小车的当前剩余电量与预设的充电触发阈值的差值进行求和，得到所述已有数量的AGV小车的可用总电量。
作为优选的是，在所述判断已有数量的AGV小车的可用总电量与所述总用电量之比是否小于预设的比例阈值之前，还包括：获取比例阈值；
所述获取比例阈值基于预先构建的比例阈值生成模型实现，所述比例阈值生成模型为深度神经网络模型，用于根据输入的所述预定特征信息和所述任务完成限时，输出所述比例阈值。
作为优选的是，所述响应于所述可用总电量与所述总用电量之比小于预设的比例阈值的判断结果，根据预定的充电控制策略和所述任务完成限时对正在充电和要求充电的AGV小车进行慢充或者快充包括：
获取正在充电和要求充电的AGV小车的数量；
根据预获取的AGV小车总数量和所述正在充电和要求充电的AGV小车的数量确定正在执行搬运任务的AGV小车的数量；
根据所述总用电量和所述任务完成限时确定预定最小时段内的AGV小车最小投入量；
判断所述正在执行搬运任务的AGV小车的数量是否小于所述预定最小时段内的AGV小车最小投入量；
若是，对正在充电和要求充电的AGV小车进行快充；
若否，对正在充电和要求充电的AGV小车进行慢充。
作为优选的是，所述根据所述总用电量和所述任务完成限时确定预定最小时段内的AGV小车最小投入量包括：
根据所述总用电量和所述任务完成限时确定预定最小时段内的用电量；
根据所述预定最小时段内的用电量和预获取的AGV小车的平均输出功率确定所述最小时段内的AGV小车最小投入量。
作为优选的是，所述判断所述正在执行搬运任务的AGV小车的数量是否小于所述预定最小时段内的AGV小车最小投入量的频率为所述预定最小时段的倒数。
作为优选的是，所述充电触发阈值为AGV小车的储电量的30％，当AGV小车的当前剩余电量等于所述充电触发阈值时，所述AGV小车要求充电；
在所述正在执行搬运任务的AGV小车的数量小于所述预定最小时段内的AGV小车最小投入量的情况下，当AGV小车的电量充到60％时，控制所述AGV小车执行所述搬运任务；
在所述正在执行搬运任务的AGV小车的数量不小于所述预定最小时段内的AGV小车最小投入量的情况下，当AGV小车的电量充到100％时，控制所述AGV小车执行所述搬运任务。
根据本发明的第二方面，提供了一种基于用电量分析的AGV小车充电控制系统，所述AGV小车充电控制系统包括以下功能模块：
任务信息获取模块，用于响应于分配的搬运任务，获取待搬运货物的预定特征信息和任务完成限时；
总用电量获取模块，用于根据所述预定特征信息获取所述搬运任务的总用电量；
判断模块，用于判断已有数量的AGV小车的可用总电量与所述总用电量之比是否小于预设的比例阈值；
充电控制模块，用于响应于所述可用总电量与所述总用电量之比小于预设的比例阈值的判断结果，根据预定的充电控制策略和所述任务完成限时对正在充电和要求充电的AGV小车进行慢充或者快充，以及响应于所述可用总电量与所述总用电量之比不小于预设的比例阈值的判断结果，对正在充电和要求充电的AGV小车进行慢充。
本发明的有益效果在于：
本发明的基于用电量分析的AGV小车充电控制方法，第一步响应于分配的搬运任务，获取待搬运货物的预定特征信息和任务完成限时；第二步根据所述预定特征信息获取所述搬运任务的总用电量；第三步判断已有数量的AGV小车的可用总电量与所述总用电量之比是否小于预设的比例阈值；当所述可用总电量与所述总用电量之比小于预设的比例阈值时，根据预定的充电控制策略和所述任务完成限时对正在充电和要求充电的AGV小车进行慢充或者快充；当所述可用总电量与所述总用电量之比不小于预设的比例阈值时，对正在充电和要求充电的AGV小车进行慢充。
本发明的基于用电量分析的AGV小车充电控制方法，能够根据搬运任务的具体情况和已有数量的AGV小车的可用总电量对AGV小车的充电进行智能控制，即当所述可用总电量与所述总用电量之比小于预设的比例阈值时，根据预定的充电控制策略和所述任务完成限时对正在充电和要求充电的AGV小车进行慢充或者快充，当所述可用总电量与所述总用电量之比不小于预设的比例阈值时，对正在充电和要求充电的AGV小车进行慢充。由此可知，采用本发明的基于用电量分析的AGV小车充电控制方法，能够在按任务完成限时完成分配的搬运任务的同时，使正在充电和要求充电的AGV小车尽可能地进行慢充充电，从而在一定程度上减轻快充充电对AGV锂电池的损伤，以延长AGV锂电池的使用寿命，进而有效地解决现有的AGV小车因固定采用快充充电方式而导致其锂电池使用寿命缩短的问题。
本发明的基于用电量分析的AGV小车充电控制系统与上述基于用电量分析的AGV小车充电控制方法属于一个总的发明构思，故与上述基于用电量分析的AGV小车充电控制方法具有相同的有益效果。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的实施例的基于用电量分析的AGV小车充电控制方法的实现流程图；
图2示出了根据本发明的实施例的基于用电量分析的AGV小车充电控制系统的结构框图。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
实施例：图1示出了本发明实施例的基于用电量分析的AGV小车充电控制方法的实现流程图。参照图1，本发明实施例的基于用电量分析的AGV小车充电控制方法包括以下步骤：
响应于分配的搬运任务，获取待搬运货物的预定特征信息和任务完成限时；
根据所述预定特征信息获取所述搬运任务的总用电量；
判断已有数量的AGV小车的可用总电量与所述总用电量之比是否小于预设的比例阈值；
响应于所述可用总电量与所述总用电量之比小于预设的比例阈值的判断结果，根据预定的充电控制策略和所述任务完成限时对正在充电和要求充电的AGV小车进行慢充或者快充；
响应于所述可用总电量与所述总用电量之比不小于预设的比例阈值的判断结果，对正在充电和要求充电的AGV小车进行慢充。
进一步地，本发明实施例中，所述预定特征信息包括单个包装货物的体积和重量，以及货物总数量。
再进一步地，本发明实施例中，所述根据所述预定特征信息获取所述搬运任务的总用电量基于预先构建的总用电量分析模型实现；
所述总用电量分析模型为深度神经网络模型。
具体地，本发明实施例中，在训练总用电量分析模型之前，在预先构建的数据库中随机抽取预定数量的训练样本，每个训练样本包括样本数据和样本标签，样本数据包括一项搬运任务对应的单个包装货物的体积和重量，以及货物总数量，样本标签为该项搬运任务的总用电量。
再进一步地，本发明实施例中，在所述判断已有数量的AGV小车的可用总电量与所述总用电量之比是否小于预设的比例阈值之前，还包括：获取已有数量的AGV小车的可用总电量；
所述获取已有数量的AGV小车的可用总电量包括：
获取每个AGV小车的当前剩余电量；
获取每个AGV小车的当前剩余电量与预设的充电触发阈值的差值；
对得到的所有的AGV小车的当前剩余电量与预设的充电触发阈值的差值进行求和，得到所述已有数量的AGV小车的可用总电量。
再进一步地，本发明实施例中，在所述判断已有数量的AGV小车的可用总电量与所述总用电量之比是否小于预设的比例阈值之前，还包括：获取比例阈值；
所述获取比例阈值基于预先构建的比例阈值生成模型实现，所述比例阈值生成模型为深度神经网络模型，用于根据输入的所述预定特征信息和所述任务完成限时，输出所述比例阈值。
具体地，本发明实施例中，在训练比例阈值生成模型之前，在预先构建的数据库中随机抽取预定数量的训练样本，每个训练样本包括样本数据和样本标签，其中，样本数据包括AGV小车慢充充电下按任务完成限时完成的搬运任务对应的预定特征信息和任务完成限时，样本标签为相应的初始情况下的AGV小车的可用总电量与搬运任务总用电量之比。
再进一步地，本发明实施例中，所述响应于所述可用总电量与所述总用电量之比小于预设的比例阈值的判断结果，根据预定的充电控制策略和所述任务完成限时对正在充电和要求充电的AGV小车进行慢充或者快充包括：
获取正在充电和要求充电的AGV小车的数量；
根据预获取的AGV小车总数量和所述正在充电和要求充电的AGV小车的数量确定正在执行搬运任务的AGV小车的数量；
根据所述总用电量和所述任务完成限时确定预定最小时段内的AGV小车最小投入量；
判断所述正在执行搬运任务的AGV小车的数量是否小于所述预定最小时段内的AGV小车最小投入量；
若是，对正在充电和要求充电的AGV小车进行快充；
若否，对正在充电和要求充电的AGV小车进行慢充。
再进一步地，本发明实施例中，所述根据所述总用电量和所述任务完成限时确定预定最小时段内的AGV小车最小投入量包括：
根据所述总用电量和所述任务完成限时确定预定最小时段内的用电量；
根据所述预定最小时段内的用电量和预获取的AGV小车的平均输出功率确定所述最小时段内的AGV小车最小投入量。
再进一步地，本发明实施例中，所述判断所述正在执行搬运任务的AGV小车的数量是否小于所述预定最小时段内的AGV小车最小投入量的频率为所述预定最小时段的倒数。
再进一步地，本发明实施例中，所述充电触发阈值为AGV小车的储电量的30％，当AGV小车的当前剩余电量等于所述充电触发阈值时，所述AGV小车要求充电；
在所述正在执行搬运任务的AGV小车的数量小于所述预定最小时段内的AGV小车最小投入量的情况下，当AGV小车的电量充到60％时，控制所述AGV小车执行所述搬运任务；
在所述正在执行搬运任务的AGV小车的数量不小于所述预定最小时段内的AGV小车最小投入量的情况下，当AGV小车的电量充到100％时，控制所述AGV小车执行所述搬运任务。
相应地，本发明实施例还提出了一种基于用电量分析的AGV小车充电控制系统。图2示出了本发明实施例的基于用电量分析的AGV小车充电控制系统的结构框图。参照图2，本发明实施例的基于用电量分析的AGV小车充电控制系统包括以下功能模块：
任务信息获取模块，用于响应于分配的搬运任务，获取待搬运货物的预定特征信息和任务完成限时；
总用电量获取模块，用于根据所述预定特征信息获取所述搬运任务的总用电量；
判断模块，用于判断已有数量的AGV小车的可用总电量与所述总用电量之比是否小于预设的比例阈值；
充电控制模块，用于响应于所述可用总电量与所述总用电量之比小于预设的比例阈值的判断结果，根据预定的充电控制策略和所述任务完成限时对正在充电和要求充电的AGV小车进行慢充或者快充，以及响应于所述可用总电量与所述总用电量之比不小于预设的比例阈值的判断结果，对正在充电和要求充电的AGV小车进行慢充。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (9)

1.基于用电量分析的AGV小车充电控制方法，其特征在于，包括：
响应于分配的搬运任务，获取待搬运货物的预定特征信息和任务完成限时；
根据所述预定特征信息获取所述搬运任务的总用电量；
判断已有数量的AGV小车的可用总电量与所述总用电量之比是否小于预设的比例阈值；
响应于所述可用总电量与所述总用电量之比小于预设的比例阈值的判断结果，根据预定的充电控制策略和所述任务完成限时对正在充电和要求充电的AGV小车进行慢充或者快充；
响应于所述可用总电量与所述总用电量之比不小于预设的比例阈值的判断结果，对正在充电和要求充电的AGV小车进行慢充；
所述响应于所述可用总电量与所述总用电量之比小于预设的比例阈值的判断结果，根据预定的充电控制策略和所述任务完成限时对正在充电和要求充电的AGV小车进行慢充或者快充包括：
获取正在充电和要求充电的AGV小车的数量；
根据预获取的AGV小车总数量和所述正在充电和要求充电的AGV小车的数量确定正在执行搬运任务的AGV小车的数量；
根据所述总用电量和所述任务完成限时确定预定最小时段内的AGV小车最小投入量；
判断所述正在执行搬运任务的AGV小车的数量是否小于所述预定最小时段内的AGV小车最小投入量；
若是，对正在充电和要求充电的AGV小车进行快充；
若否，对正在充电和要求充电的AGV小车进行慢充。
2.根据权利要求1所述的AGV小车充电控制方法，其特征在于，所述预定特征信息包括单个包装货物的体积和重量，以及货物总数量。
3.根据权利要求2所述的AGV小车充电控制方法，其特征在于，所述根据所述预定特征信息获取所述搬运任务的总用电量基于预先构建的总用电量分析模型实现；
所述总用电量分析模型为深度神经网络模型。
4.根据权利要求3所述的AGV小车充电控制方法，其特征在于，在所述判断已有数量的AGV小车的可用总电量与所述总用电量之比是否小于预设的比例阈值之前，还包括：获取已有数量的AGV小车的可用总电量；
所述获取已有数量的AGV小车的可用总电量包括：
获取每个AGV小车的当前剩余电量；
获取每个AGV小车的当前剩余电量与预设的充电触发阈值的差值；
对得到的所有的AGV小车的当前剩余电量与预设的充电触发阈值的差值进行求和，得到所述已有数量的AGV小车的可用总电量。
5.根据权利要求4所述的AGV小车充电控制方法，其特征在于，在所述判断已有数量的AGV小车的可用总电量与所述总用电量之比是否小于预设的比例阈值之前，还包括：获取比例阈值；
所述获取比例阈值基于预先构建的比例阈值生成模型实现，所述比例阈值生成模型为深度神经网络模型，用于根据输入的所述预定特征信息和所述任务完成限时，输出所述比例阈值。
6.根据权利要求5所述的AGV小车充电控制方法，其特征在于，所述根据所述总用电量和所述任务完成限时确定预定最小时段内的AGV小车最小投入量包括：
根据所述总用电量和所述任务完成限时确定预定最小时段内的用电量；
根据所述预定最小时段内的用电量和预获取的AGV小车的平均输出功率确定所述最小时段内的AGV小车最小投入量。
7.根据权利要求6所述的AGV小车充电控制方法，其特征在于，所述判断所述正在执行搬运任务的AGV小车的数量是否小于所述预定最小时段内的AGV小车最小投入量的频率为所述预定最小时段的倒数。
8.根据权利要求7所述的AGV小车充电控制方法，其特征在于，所述充电触发阈值为AGV小车的储电量的30%，当AGV小车的当前剩余电量等于所述充电触发阈值时，所述AGV小车要求充电；
在所述正在执行搬运任务的AGV小车的数量小于所述预定最小时段内的AGV小车最小投入量的情况下，当AGV小车的电量充到60%时，控制所述AGV小车执行所述搬运任务；
在所述正在执行搬运任务的AGV小车的数量不小于所述预定最小时段内的AGV小车最小投入量的情况下，当AGV小车的电量充到100%时，控制所述AGV小车执行所述搬运任务。
9.基于用电量分析的AGV小车充电控制系统，其特征在于，包括：
任务信息获取模块，用于响应于分配的搬运任务，获取待搬运货物的预定特征信息和任务完成限时；
总用电量获取模块，用于根据所述预定特征信息获取所述搬运任务的总用电量；
判断模块，用于判断已有数量的AGV小车的可用总电量与所述总用电量之比是否小于预设的比例阈值；
充电控制模块，用于响应于所述可用总电量与所述总用电量之比小于预设的比例阈值的判断结果，根据预定的充电控制策略和所述任务完成限时对正在充电和要求充电的AGV小车进行慢充或者快充，以及响应于所述可用总电量与所述总用电量之比不小于预设的比例阈值的判断结果，对正在充电和要求充电的AGV小车进行慢充；
所述响应于所述可用总电量与所述总用电量之比小于预设的比例阈值的判断结果，根据预定的充电控制策略和所述任务完成限时对正在充电和要求充电的AGV小车进行慢充或者快充包括：
获取正在充电和要求充电的AGV小车的数量；
根据预获取的AGV小车总数量和所述正在充电和要求充电的AGV小车的数量确定正在执行搬运任务的AGV小车的数量；
根据所述总用电量和所述任务完成限时确定预定最小时段内的AGV小车最小投入量；
判断所述正在执行搬运任务的AGV小车的数量是否小于所述预定最小时段内的AGV小车最小投入量；
若是，对正在充电和要求充电的AGV小车进行快充；
若否，对正在充电和要求充电的AGV小车进行慢充。
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