CN114355867A - 多agv无冲突无死锁的运动规划方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种多AGV无冲突无死锁的运动规划方法及装置，该多AGV无冲突无死锁的运动规划方法包括：基于预设规划目标对预设双向车道网络上多个AGV进行全局路径规划，得到多个路径共享交叉区域，预设双向车道网络包括多个双向车道共享交叉区域，双向车道共享交叉区域对应连接双向车道的流入车道和流出车道；获取路径共享交叉区域所在的目标双向车道共享交叉区域；基于目标双向车道共享交叉区域确定目标双向车道共享交叉区域对应的安全区域的安全区域信息，其中，安全区域位于目标双向车道共享交叉区域所连接的流入车道上，且位于目标双向车道共享交叉区域的外部；当基于安全区域信息检测到安全区域中存在AGV时，对安全区域中AGV进行运动规划。

Description

多AGV无冲突无死锁的运动规划方法及装置

技术领域

本申请涉及多AGV无冲突无死锁规划技术领域，具体涉及一种多AGV无冲突无死锁的运动规划方法及装置。

背景技术

近年来，随着电子商务的迅速发展，网上购物越来越受欢迎。“双十一”作为每年拉动电商销量的一大节庆之一，店家、电商平台推出一系列优惠措施，消费者这天疯狂买买买，在此期间大量囤积了快速包裹。我国成为快递大国，包裹发货量破亿时间从2013年48小时缩短至2017年的12小时。2018年天猫仅仅用了107分钟破千亿。传统的物料运输系统主要由叉车、拖车、传送带、各式提升机械等构成，运输效率低、设备灵活性差、安全性不高、对人员依赖程度高，不能很好的适应现代企业对高生产效率的要求。

与传统的物料运输系统相比，AGV(Automated Guided Vehicle，简称AGV，)自动搬运系统可以充分利用运行场地空间，实时的响应系统任务并能够24小时不间断地运行。此外AGV具有可靠性好，运输效率高，全自动运行等优点，因此使用多AGV系统来建设新一代自动化智能快件自动分拣系统就成为新的研究热点。在AGV运行的过程中，由于考虑场景布局的复杂性，在有限大小的运行环境中如何解决多AGV在运输过程中产生的冲突和死锁的算法则成为AGV自动分拣系统的核心问题。

多个AGV同时占用共享资源时，会产生冲突，尤其是多个AGV在双向车道网络中行走时，多AGV之间会产生死锁的问题，如果通过集中的方式通过一个集中控制器调度所有的AGV，集中控制器从运行环境中收集信息，然后规划出没有冲突和死锁的AGV的路径。它不能很好地适应大型AGV群体，不适合实时场景。分散式方法可以使AGV完全自主地制定自己的决策而不是集中控制，使用该方法的情况下，AGV可以实时快速响应动态环境，但可能很容易陷入死锁，并且计算复杂度非常大。也即，现有技术多AGV运动规划的方案计算量较大，无法满足大型AGV群体协同工作。

发明内容

本申请旨在提供一种多AGV无冲突无死锁的运动规划方法及装置，旨在解决现有技术中多AGV无冲突无死锁运动规划计算量较大的问题。

一方面，本申请提供一种多AGV无冲突无死锁的运动规划方法，所述多AGV无冲突无死锁的运动规划方法包括：

基于预设规划目标对预设双向车道网络上多个AGV进行全局路径规划，得到多个路径共享交叉区域，所述预设双向车道网络包括多个双向车道共享交叉区域，所述双向车道共享交叉区域对应连接双向车道的流入车道和流出车道；

获取所述路径共享交叉区域所在的目标双向车道共享交叉区域；

基于所述目标双向车道共享交叉区域确定所述目标双向车道共享交叉区域对应的安全区域的安全区域信息，其中，所述安全区域位于所述目标双向车道共享交叉区域所连接的流入车道上，且位于所述目标双向车道共享交叉区域的外部；

当基于所述安全区域信息检测到所述安全区域中存在AGV时，对所述安全区域中AGV进行运动规划。

其中，所述安全区域包括多个安全子区域，所述安全区域信息包括所述安全子区域的数量信息，

所述基于所述目标双向车道共享交叉区域确定所述目标双向车道共享交叉区域对应的安全区域的安全区域信息，包括：

获取所述目标双向车道共享交叉区域的类型；

基于所述目标双向车道共享交叉区域的类型确定所述安全子区域的数量信息。

其中，所述安全区域信息包括所述安全子区域的范围大小信息；

所述基于所述目标双向车道共享交叉区域确定所述目标双向车道共享交叉区域对应的安全区域的安全区域信息，包括：

获取所述目标双向车道共享交叉区域对应的流入车道中AGV的速度、第一加速度以及AGV长度；

基于所述目标双向车道共享交叉区域对应的流入车道中AGV的速度、第一加速度以及AGV长度确定所述安全子区域在所述目标双向车道共享交叉区域对应的流入车道上的延伸长度；

基于所述延伸长度、所述目标双向车道共享交叉区域对应的流入车道的宽度确定所述安全子区域的范围大小信息。

其中，所述安全区域信息包括所述安全子区域与所述目标双向车道共享交叉区域的相对位置信息；

所述基于所述目标双向车道共享交叉区域确定所述目标双向车道共享交叉区域对应的安全区域的安全区域信息，包括：

获取所述目标双向车道共享交叉区域对应的流入车道中AGV的第二加速度；

基于所述第二加速度和所述速度确定所述安全子区域与所述目标双向车道共享交叉区域的相对位置信息。

其中，所述当基于所述安全区域信息检测到所述安全区域中存在AGV时，对所述安全区域中AGV进行运动规划，包括：

当基于所述安全区域信息检测到所述安全区域中存在AGV时，获取所述安全区域中AGV的数量；

若所述安全区域中AGV的数量等于1，则对所述安全区域中AGV进行运动规划。

其中，所述若所述安全区域中AGV的数量等于1，则对所述安全区域中AGV进行运动规划，包括：

若所述安全区域中AGV的数量等于1，则获取所述安全区域中AGV的当前路径；

基于所述当前路径获取与所述当前路径对应的安全子区域；

基于所述当前路径对应的安全子区域确定所述当前路径对应的目标预测区域，其中，所述目标预测区域位于所述安全子区域朝向所述目标双向车道共享交叉区域的一侧；

基于所述目标预测区域对所述安全区域中AGV进行运动规划。

其中，所述基于所述目标预测区域对所述安全区域中AGV进行运动规划，包括：

判断所述目标预测区域中是否存在AGV；

若所述目标预测区域中存在AGV，则判断所述目标预测区域中AGV与所述安全区域中AGV是否存在冲突或死锁；

若所述目标预测区域中AGV与所述安全区域中AGV存在冲突或死锁，则控制所述安全区域中AGV进行避让。

其中，所述多AGV无冲突无死锁的运动规划方法还包括：

若所述目标预测区域中不存在AGV，则控制所述安全区域中AGV通过所述目标双向车道共享交叉区域。

其中，所述多AGV无冲突无死锁的运动规划方法还包括：

若所述安全区域中AGV的数量大于1时，则获取所述安全区域中各个AGV的速度；

基于所述安全区域中各个AGV的速度确定所述安全区域中速度最快的AGV；

对所述安全区域中速度最快的AGV进行运动规划。

一方面，本申请提供一种多AGV无冲突无死锁的运动规划装置，所述多AGV无冲突无死锁的运动规划装置包括：

第一规划单元，用于基于预设规划目标对预设双向车道网络上多个AGV进行全局路径规划，得到多个路径共享交叉区域，所述预设双向车道网络包括多个双向车道共享交叉区域，所述双向车道共享交叉区域对应连接双向车道的流入车道和流出车道；

获取单元，用于获取所述路径共享交叉区域所在的目标双向车道共享交叉区域；

确定单元，用于基于所述目标双向车道共享交叉区域确定所述目标双向车道共享交叉区域对应的安全区域的安全区域信息，其中，所述安全区域位于所述目标双向车道共享交叉区域所连接的流入车道上，且位于所述目标双向车道共享交叉区域的外部；

第二规划单元，用于当基于所述安全区域信息检测到所述安全区域中存在AGV时，对所述安全区域中AGV进行运动规划。

其中，所述安全区域包括多个安全子区域，所述安全区域信息包括所述安全子区域的数量信息，所述确定单元，还用于获取所述目标双向车道共享交叉区域的类型；

基于所述目标双向车道共享交叉区域的类型确定所述安全子区域的数量信息。

其中，所述安全区域信息包括所述安全子区域的范围大小信息；所述确定单元，还用于获取所述目标双向车道共享交叉区域对应的流入车道中AGV的速度、第一加速度以及AGV长度；

基于所述目标双向车道共享交叉区域对应的流入车道中AGV的速度、第一加速度以及AGV长度确定所述安全子区域在所述目标双向车道共享交叉区域对应的流入车道上的延伸长度；

基于所述延伸长度、所述目标双向车道共享交叉区域对应的流入车道的宽度确定所述安全子区域的范围大小信息。

其中，所述安全区域信息包括所述安全子区域与所述目标双向车道共享交叉区域的相对位置信息；所述确定单元，还用于获取所述目标双向车道共享交叉区域对应的流入车道中AGV的第二加速度和速度；

基于所述目标双向车道共享交叉区域对应的流入车道中AGV的第二加速度和速度确定所述安全子区域与所述目标双向车道共享交叉区域的相对位置信息。

其中，所述第二规划单元，还用于当基于所述安全区域信息检测到所述安全区域中存在AGV时，获取所述安全区域中AGV的数量；

若所述安全区域中AGV的数量等于1，则对所述安全区域中AGV进行运动规划。

其中，所述第二规划单元，还用于若所述安全区域中AGV的数量等于1，则获取所述安全区域中AGV的当前路径；

基于所述当前路径获取与所述当前路径对应的安全子区域；

基于所述当前路径对应的安全子区域确定所述当前路径对应的目标预测区域，其中，所述目标预测区域位于所述安全子区域朝向所述目标双向车道共享交叉区域的一侧；

基于所述目标预测区域对所述安全区域中AGV进行运动规划。

其中，所述第二规划单元，还用于判断所述目标预测区域中是否存在AGV；

若所述目标预测区域中存在AGV，则判断所述目标预测区域中AGV与所述安全区域中AGV是否存在冲突或死锁；

若所述目标预测区域中AGV与所述安全区域中AGV存在冲突或死锁，则控制所述安全区域中AGV进行避让。

其中，所述第二规划单元，还用于若所述目标预测区域中不存在AGV，则控制所述安全区域中AGV通过所述目标双向车道共享交叉区域。

其中，所述第二规划单元，还用于若所述安全区域中AGV的数量大于1时，则获取所述安全区域中各个AGV的速度；

基于所述安全区域中各个AGV的速度确定所述安全区域中速度最快的AGV；

对所述安全区域中速度最快的AGV进行运动规划。

一方面，本申请还提供一种电子设备，所述电子设备包括：

一个或多个处理器；

存储器；以及

一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储于所述存储器中，并配置为由所述处理器执行以实现第一方面中任一项所述的多AGV无冲突无死锁的运动规划方法。

一方面，本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器进行加载，以执行第一方面任一项所述的多AGV无冲突无死锁的运动规划方法中的步骤。

本申请提供一种多AGV无冲突无死锁的运动规划方法，先通过全局规划多AGV的行驶路径，获取多个AGV发生交叉的路径共享交叉区域，在路径共享交叉区域对应的目标双向车道共享交叉区域外规划安全区域，然后仅在AGV进入规划好的安全区域上时，才对安全区域上的AGV进行二次规划，可以显著减小多AGV无冲突无死锁运动规划的计算量，满足大型AGV群体协同工作。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的多AGV无冲突无死锁的运动规划系统的场景示意图；

图2是本申请实施例提供的多AGV无冲突无死锁的运动规划方法的一个实施例流程示意图；

图3是本申请实施例中预设双向车道网络一实施例结构示意图；

图4是本申请实施例中多AGV在一目标双向车道共享交叉区域进行运动规划的示意图；

图5是本申请实施例中提供的多AGV无冲突无死锁的运动规划装置一个实施例结构示意图；

图6是本申请实施例中提供的电子设备的一个实施例结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本申请，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本申请。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本申请的描述变得晦涩。因此，本申请并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

需要说明的是，本申请实施例方法由于是在电子设备中执行，各电子设备的处理对象均以数据或信息的形式存在，例如时间，实质为时间信息，可以理解的是，后续实施例中若提及尺寸、数量、位置等，均为对应的数据存在，以便电子设备进行处理，具体此处不作赘述。

本申请实施例提供一种多AGV无冲突无死锁的运动规划方法及装置，以下分别进行详细说明。

请参阅图1，图1为本申请实施例所提供的多AGV无冲突无死锁的运动规划系统的场景示意图，该多AGV无冲突无死锁的运动规划系统可以包括电子设备100，电子设备100中集成有多AGV无冲突无死锁的运动规划装置，如图1中的电子设备。

其中，多AGV无冲突无死锁的运动规划装置与多个AGV通过网络连接，从而使得多AGV无冲突无死锁的运动规划装置可与多个AGV进行信息交互。

本申请实施例中，该电子设备100可以是独立的服务器，也可以是服务器组成的服务器网络或服务器集群，例如，本申请实施例中所描述的电子设备100，其包括但不限于计算机、网络主机、单个网络服务器、多个网络服务器集或多个服务器构成的云服务器。其中，云服务器由基于云计算(Cloud Computing)的大量计算机或网络服务器构成。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的应用环境，仅仅是与本申请方案一种应用场景，并不构成对本申请方案应用场景的限定，其他的应用环境还可以包括比图1中所示更多或更少的电子设备，例如图1中仅示出1个电子设备，可以理解的，该多AGV无冲突无死锁的运动规划系统还可以包括一个或多个其他电子设备，具体此处不作限定。

另外，如图1所示，该多AGV无冲突无死锁的运动规划系统还可以包括存储器200，用于存储数据，如存储数据，例如预设双向车道网络等。

需要说明的是，图1所示的多AGV无冲突无死锁的运动规划系统的场景示意图仅仅是一个示例，本申请实施例描述的多AGV无冲突无死锁的运动规划系统以及场景是为了更加清楚的说明本申请实施例的技术方案，并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的限定，本领域普通技术人员可知，随着多AGV无冲突无死锁的运动规划系统的演变和新业务场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

首先，本申请实施例中提供一种多AGV无冲突无死锁的运动规划方法，该多AGV无冲突无死锁的运动规划方法的执行主体为多AGV无冲突无死锁的运动规划装置，该多AGV无冲突无死锁的运动规划装置应用于电子设备，该多AGV无冲突无死锁的运动规划方法包括：

基于预设规划目标对预设双向车道网络上多个AGV进行全局路径规划，得到多个路径共享交叉区域，预设双向车道网络包括多个双向车道共享交叉区域，双向车道共享交叉区域对应连接双向车道的流入车道和流出车道；

获取路径共享交叉区域所在的目标双向车道共享交叉区域；

基于目标双向车道共享交叉区域确定目标双向车道共享交叉区域对应的安全区域的安全区域信息，其中，安全区域位于目标双向车道共享交叉区域所连接的流入车道上，且位于目标双向车道共享交叉区域的外部；

当基于安全区域信息检测到安全区域中存在AGV时，对安全区域中AGV进行运动规划。

参阅图2，图2是本申请实施例提供的多AGV无冲突无死锁的运动规划方法的一个实施例流程示意图。如图2所示，该多AGV无冲突无死锁的运动规划方法包括：

S201、基于预设规划目标对预设双向车道网络上多个AGV进行全局路径规划，得到多个路径共享交叉区域。

其中，预设双向车道网络包括多个双向车道共享交叉区域，双向车道共享交叉区域对应连接双向车道的流入车道和流出车道。路径共享交叉区域指的是AGV行驶路径的交叉区域。

参阅图3，图3是本申请实施例中预设双向车道网络一实施例结构示意图。

如图3所示，在一个具体的实施例中，预设双向车道网络20包括多条双向车道22，多条双向车道22交错形成多个双向车道共享交叉区域。双向车道共享交叉区域可分为多种类型，例如双向车道共享交叉区域可以包括十字路口型交叉区域21和三叉路口型交叉区域23。双向车道共享交叉区域对应连接双向车道22的流入车道221和流出车道222。流入车道221是AGV进入双向车道共享交叉区域所要行走的车道，流出车道221是AGV离开双向车道共享交叉区域后所要行走的车道。对于十字路口型交叉区域21而言，共计4条流入车道221和4条流出车道222。对于十三叉路口型交叉区域23而言，共计3条流入车道221和3条流出车道222。

本申请实施例中，为了便于说明，AGV进入时双向车道共享交叉区域是沿着双向车道22右侧道路行驶，即沿着流入车道221行驶。在其他实施例中，双向车道22中流入车道221和流出车道222的位置可根据具体的交通规则或者具体情况进行设定，本申请对此不作限定。

本申请实施例中，预设规划目标可以是时间最小、成本最小、路径最短等。

本申请实施例中，基于预设规划目标对预设双向车道网络上多个AGV进行全局路径规划，得到多个路径共享交叉区域，包括：获取多AGV工作的环境信息，基于AGV工作的环境信息建立图论模型，基于图论模型以预设规划目标函数最小为预设规划目标对预设双向车道网络上多个AGV进行全局路径规划，得到多个路径共享交叉区域。图论模型是指用图论概括建立的模型。图论是研究由线连接的点集的理论，而地图的许多要素能用两边关系描述的体系都可以用图论建立模型。例如，用图论方法建立结构网的结构选取模型时，利用道路网具有简单拓扑的结构特点，把网抽象为结点集和边集，利用图的连通性原理求节点和边的强度值，以此为基础进行道路网的选取。

在一个具体的实施例中，基于图论模型以预设目标函数最小为预设规划目标对预设双向车道网络上多个AGV进行全局路径规划，得到多个路径共享交叉区域，可以包括：获取多个AGV各自的最短路径，将多个AGV各自的最短路径进行遍历组合，得到多个路径组合，以预设目标函数最小为预设规划目标从多个路径组合筛选出目标路径组合，得到目标路径组合上的多个路径共享交叉区域。

其中，可根据所有AGV路径组合中的路径冲突数量和所有AGV执行任务的完工总时间确定预设目标函数。例如，预设目标函数为：(α×T+β×L))。其中α，β是权重系数，T为所有AGV执行任务的完工总时间，L为路径冲突数量。

例如，多个AGV包括AGV1和AGV2，AGV1的最短路径有A1和A2两条，AGV2的最短路径有B1和B2两条，则多个路径组合为A1B1、A1B2、A2B1以及A2B2，通过计算A2B2为目标路径组合，则获取A2B2上的多个路径共享交叉区域。

当然，其他实施例中，也可以基于预设规划目标根据Dijkstra算法、A*算法以及LPA_star等算法对预设双向车道网络上多个AGV进行全局路径规划，得到多个路径共享交叉区域。Dijkstra算法主要思想是从多条路径中选择最短的那一条：我们记录每个点从起点遍历到它所花费的当前最少长度，当我们通过另外一条路径再次遍历到这个点的时候，由于该点已经被遍历过了，我们此时不再直接跳过该点，而是比较一下目前的路径是否比该点最初遍历的路径花费更少，如果是这样，那就将该点纳入到新的路径当中去。A*算法，我们需要算法有方向地进行扩散，另一方面我们需要得到尽可能最短的路径，因此A*就诞生了，它结合了Dijkstra和启发式算法的优点，以从起点到该点的距离加上该点到终点的估计距离之和作为该点在Queue中的优先级LPA_star可以适应图形中的变化而无需重新计算整个图形，方法是在当前搜索期间更新前一次搜索的g值(从开始起的距离)，以便在必要时进行更正。与A_star一样，LPA*使用启发式算法，该启发性来源于从给定节点到目标路径代价的更低边界。如果保证是非负的并且从不大于到目标的最低路径的代价，则允许该启发式。

S202、获取路径共享交叉区域所在的目标双向车道共享交叉区域。

本申请实施例中，目标双向车道共享交叉区域是路径共享交叉区域所在的区域，路径共享交叉区域位于目标双向车道共享交叉区域中。目标双向车道共享交叉区域即为需要进行二次运动规划的区域。显然，并非所有双向车道共享交叉区域都会出现路径共享交叉区域，因此，从多个双向车道共享交叉区域根据路径共享交叉区域确定目标双向车道共享交叉区域，然后后续仅对目标双向车道共享交叉区域处的AGV进行局部路径规划，可以显著减少多AGV运动规划的计算量。例如，如果三叉路口型交叉区域23处仅有一辆AGV通过，或者虽然有多辆AGV通过，但是路径不交叉，则无需对其进行后续路径规划。

S203、基于目标双向车道共享交叉区域确定目标双向车道共享交叉区域对应的安全区域的安全区域信息。

其中，安全区域位于目标双向车道共享交叉区域所连接的流入车道上，且位于目标双向车道共享交叉区域的外部。安全区域位于目标双向车道共享交叉区域所连接的流入车道上，且位于目标双向车道共享交叉区域的外部，AGV位于安全区域表明AGV即将进入目标双向车道共享交叉区域，也即AGV即将进入AGV死锁或冲突的高风险区域，此时对安全区域中的AGV进行规划，能够避免AGV在目标双向车道共享交叉区域中与其他AGV发送冲突或死锁，且由于仅在AGV进入安全区域时进行规划，可以显著减小多AGV无冲突无死锁运动规划的计算量，满足大型AGV群体协同工作。

参阅图4，图4是本申请实施例中多AGV在一目标双向车道共享交叉区域进行运动规划的示意图。

为了便于说明，在此以目标双向车道共享交叉区域为十字路口型交叉区域21为例进行说明。

本申请实施例中，安全区域包括多个安全子区域，安全区域信息包括安全子区域的数量信息、安全子区域的大小信息、安全子区域与目标双向车道共享交叉区域的相对位置信息。

本申请实施例中，安全子区域的形状为矩形，安全子区域的宽度与流入车道221的宽度相同，安全子区域的宽度指的是安全子区域在自身所处流入车道221宽度方向上的度量值，例如，安全子区域的宽度为1m。当然，安全子区域的形状也可以是其他形状，安全子区域的宽度也可以小于流入车道221的宽度，可以根据具体情况确定，本申请对此不作限定。

在一个具体的实施例中，获取目标双向车道共享交叉区域的类型；基于目标双向车道共享交叉区域的类型确定安全子区域的数量信息。具体的，若目标双向车道共享交叉区域的类型为十字路口型交叉区域21，则确定安全子区域的数量等于目标双向车道共享交叉区域所连接流入车道221的数量，即确定安全子区域数量为4个。若目标双向车道共享交叉区域的类型为三叉路口型交叉区域23，则确定安全子区域的数量等于目标双向车道共享交叉区域所连接流入车道221的数量，即确定安全子区域数量为3个。在其他实施例中，双向车道共享交叉区域的类型与安全子区域的数量信息的对应关系可根据具体情况设定，例如，双向车道共享交叉区域的类型为十字路口型交叉区域21，安全子区域数量为3个；双向车道共享交叉区域的类型为三叉路口型交叉区域23，安全子区域数量为2个，本申请对此不作限定。

例如，目标双向车道共享交叉区域的类型为十字路口型交叉区域21，确定安全子区域数量为4个，分别为安全子区域SZ1，安全子区域SZ2，安全子区域SZ3，安全子区域SZ4。

进一步的，获取目标双向车道共享交叉区域对应的流入车道221中AGV的速度、第一加速度以及AGV长度。基于目标双向车道共享交叉区域对应的流入车道221中AGV的速度、第一加速度以及AGV长度确定安全子区域在目标双向车道共享交叉区域对应的流入车道221上的延伸长度。其中，第一加速度为AGV减速时所使用的加速度。具体的，计算目标双向车道共享交叉区域对应的流入车道221中AGV以第一加速度减速至0所行驶的减速距离，根据减速距离和AGV的长度确定延伸长度。基于延伸长度、流入车道221的宽度确定安全子区域的范围大小信息。

例如，多个AGV分别为AGV1、AGV2、AGV3以及AGV4，AGV1的速度为2m/s，第一加速度为-1m/s²，AGV长度为1.1m，经计算，减速距离为2m，则延伸长度为3.1m。由于安全子区域的长度等于流入车道221的宽度，因此，安全子区域SZ1的范围大小信息为长3.1m宽1m的矩形区域。同理，即可确定多个安全子区域的范围大小信息。

进一步的，获取目标双向车道共享交叉区域对应的流入车道221中AGV的速度和第二加速度。其中，第二加速度是AGV加速时的加速度。基于目标双向车道共享交叉区域对应的流入车道221中AGV的速度和第二加速度确定安全子区域与目标双向车道共享交叉区域的相对位置信息。其中，相对位置信息为相对距离。

具体的，计算目标双向车道共享交叉区域对应的流入车道221中AGV以第二加速度从0加速至当前速度所行驶的距离，作为相对距离。例如，AGV1的速度为2m/s，第二加速度为1m/s²则相对距离为2m。事先计算好AGV的加速距离，能够保证AGV在进入目标双向车道共享交叉区域时已经恢复至正常行驶速度，可以更快的通过目标双向车道共享交叉区域，提高通行效率。

S204、当基于安全区域信息检测到安全区域中存在AGV时，对安全区域中AGV进行运动规划。

本申请实施例中，当基于安全区域信息检测到安全区域中存在AGV时，获取安全区域中AGV的数量。具体的，在图论模型中判断AGV的投影区域是否包含于安全区域中，若是，则判断安全区域中存在AGV；若否，则判断安全区域中不存在AGV，统计安全区域内AGV的数量。若安全区域中AGV的数量等于1时，则对安全区域中AGV进行运动规划。

进一步的，若安全区域中AGV的数量大于1，则获取安全区域中各个AGV的速度；基于安全区域中各个AGV的速度确定安全区域中速度最快的AGV；对安全区域中速度最快的AGV进行运动规划。对速度最快的AGV首先进行运动规划，让速度最快的AGV首先通过目标双向车道共享交叉区域，可以减少其他AGV的等待时间，提高通行效率。

本申请实施例中，若安全区域中AGV的数量等于1时，对安全区域中AGV进行运动规划，包括：

(1)若安全区域中AGV的数量等于1时，获取安全区域中AGV的当前路径。

具体的，安全子区域中AGV的当前路径可能有三种：路径P1，左转弯；路径P2，直行；路径P3，右转弯。可以向安全子区域中AGV发送请求指令，获取AGV的当前路径。例如，获取安全子区域SZ1中AGV1的当前路径为路径P1。

(2)基于当前路径获取与当前路径对应的安全子区域。

具体的，预先建立AGV的可能路径与安全子区域的对应关系，读取AGV的可能路径与安全子区域的对应关系，根据可能路径与安全子区域的对应关系和当前路径获取与当前路径对应的安全子区域。例如，AGV1位于安全子区域SZ1中，若AGV1的当前路径为路径P1，则对应安全子区域分别为安全子区域SZ2、安全子区域SZ3以及安全子区域SZ4；若AGV1的当前路径为路径P2，则对应安全子区域分别为安全子区域SZ2、安全子区域SZ4；若AGV1的当前路径为路径P3，则对应安全子区域分别为安全子区域SZ1。

(3)基于当前路径对应的安全子区域确定当前路径对应的目标预测区域。

其中，目标预测区域位于安全子区域朝向目标双向车道共享交叉区域的一侧。具体的，目标预测区域为矩形区域，且目标预测区域的一侧边与对应安全子区域的一侧边重合。目标预测区域的长度为预设值，可以根据具体情况进行设定，本申请对此不作限定。目标预测区域是AGV从安全子区域驶出后所要行驶的区域。

例如，AGV1的当前路径为路径P1，对应安全子区域分别为安全子区域SZ2、安全子区域SZ3以及安全子区域SZ4；安全子区域SZ2对应目标预测区域CS2，安全子区域SZ3对应目标预测区域CS3，安全子区域SZ4对应目标预测区域CS4，当前路径对应的目标预测区域分别为目标预测区域CS2、目标预测区域CS3以及目标预测区域CS4。

(4)基于目标预测区域对安全区域中AGV进行运动规划。

在一个具体的实施例中，基于目标预测区域对安全区域中AGV进行运动规划，包括：

(1)判断目标预测区域中是否存在AGV。

具体的，判断图论模型中目标预测区域与AGV的投影区域是否存在重合，若目标预测区域与AGV的投影区域存在重合，则确定目标预测区域中存在AGV；若目标预测区域与AGV的投影区域不存在重合，则确定目标预测区域中不存在AGV。

(2)若目标预测区域中存在AGV，则判断目标预测区域中AGV与安全区域中AGV是否存在冲突或死锁。

具体的，判断目标预测区域中AGV是否会与安全区域中AGV同时到达目标双向车道共享交叉区域中的预设位置，若是，则判断目标预测区域中AGV与安全区域中AGV存在冲突或死锁；若否，则判断目标预测区域中AGV与安全区域中AGV不存在冲突或死锁。本申请中冲突包括碰撞冲突和死锁。

(3)若目标预测区域中AGV与安全区域中AGV存在冲突或死锁，则控制安全区域中AGV进行避让。

具体的，若目标预测区域中AGV与安全区域中AGV存在冲突或死锁，则控制安全子区域中AGV减速并停留于安全子区域内。由于仅仅对安全子区域中AGV进行规划，不会影响到目标预测区域中AGV的通行，可以提高通行效率。

进一步的，若目标预测区域中不存在AGV，则控制安全区域中AGV通过目标双向车道共享交叉区域。

由于目标预测区域是AGV从安全子区域驶出后所要行驶的区域，如果目标预测区域内存在AGV，说明此时AGV刚刚从安全子区域驶出，还需要较长时间才能驶出目标双向车道共享交叉区域，此时目标预测区域中AGV与安全区域中AGV存在冲突或死锁的概率较高，更容易发生死锁，因此，此时进行冲突预测并规划安全区域中AGV，可以降低发生死锁概率的同时不提高计算量。

为了更好实施本申请实施例中多AGV无冲突无死锁的运动规划方法，在多AGV无冲突无死锁的运动规划方法基础之上，本申请实施例中还提供一种多AGV无冲突无死锁的运动规划装置，如图5所示，图5是本申请实施例中提供的多AGV无冲突无死锁的运动规划装置一个实施例结构示意图，该多AGV无冲突无死锁的运动规划装置包括：

第一规划单元501，用于基于预设规划目标对预设双向车道网络上多个AGV进行全局路径规划，得到多个路径共享交叉区域，预设双向车道网络包括多个双向车道共享交叉区域，双向车道共享交叉区域对应连接双向车道的流入车道和流出车道；

获取单元502，用于获取路径共享交叉区域所在的目标双向车道共享交叉区域；

确定单元503，用于基于目标双向车道共享交叉区域确定目标双向车道共享交叉区域对应的安全区域的安全区域信息，其中，安全区域位于目标双向车道共享交叉区域所连接的流入车道上，且位于目标双向车道共享交叉区域的外部；

第二规划单元504，用于当基于安全区域信息检测到安全区域中存在AGV时，对安全区域中AGV进行运动规划。

其中，安全区域包括多个安全子区域，安全区域信息包括安全子区域的数量信息，确定单元503，还用于获取目标双向车道共享交叉区域的类型；

基于目标双向车道共享交叉区域的类型确定安全子区域的数量信息。

其中，安全区域信息包括安全子区域的范围大小信息；确定单元503，还用于获取目标双向车道共享交叉区域对应的流入车道中AGV的速度、第一加速度以及AGV长度；

基于目标双向车道共享交叉区域对应的流入车道中AGV的速度、第一加速度以及AGV长度确定安全子区域在目标双向车道共享交叉区域对应的流入车道上的延伸长度；

基于延伸长度、目标双向车道共享交叉区域对应的流入车道的宽度确定安全子区域的范围大小信息。

其中，安全区域信息包括安全子区域与目标双向车道共享交叉区域的相对位置信息；确定单元503，还用于获取目标双向车道共享交叉区域对应的流入车道中AGV的第二加速度和速度；

基于目标双向车道共享交叉区域对应的流入车道中AGV的第二加速度和速度确定安全子区域与目标双向车道共享交叉区域的相对位置信息。

其中，第二规划单元504，还用于当基于安全区域信息检测到安全区域中存在AGV时，获取安全区域中AGV的数量；

若安全区域中AGV的数量等于1，则对安全区域中AGV进行运动规划。

其中，第二规划单元504，还用于若安全区域中AGV的数量等于1，则获取安全区域中AGV的当前路径；

基于当前路径获取与当前路径对应的安全子区域；

基于当前路径对应的安全子区域确定当前路径对应的目标预测区域，其中，目标预测区域位于安全子区域朝向目标双向车道共享交叉区域的一侧；

基于目标预测区域对安全区域中AGV进行运动规划。

其中，第二规划单元504，还用于判断目标预测区域中是否存在AGV；

若目标预测区域中存在AGV，则判断目标预测区域中AGV与安全区域中AGV是否存在冲突或死锁；

若预测区域中AGV与安全区域中AGV存在冲突或死锁，则控制安全区域中AGV进行避让。

其中，第二规划单元504，还用于若目标预测区域中不存在AGV，则控制安全区域中AGV通过目标双向车道共享交叉区域。

其中，第二规划单元504，还用于若安全区域中AGV的数量大于1时，则获取安全区域中各个AGV的速度；

基于安全区域中各个AGV的速度确定安全区域中速度最快的AGV；

对安全区域中速度最快的AGV进行运动规划。

本申请实施例还提供一种电子设备，其集成了本申请实施例所提供的任一种多AGV无冲突无死锁的运动规划装置。如图6所示，其示出了本申请实施例所涉及的电子设备的结构示意图，具体来讲：

该电子设备可以包括一个或者一个以上处理核心的处理器601、一个或一个以上计算机可读存储介质的存储器602、电源603和输入单元604等部件。本领域技术人员可以理解，图中示出的电子设备结构并不构成对电子设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。其中：

处理器601是该电子设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部分，通过运行或执行存储在存储器602内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器602内的数据，执行电子设备的各种功能和处理数据，从而对电子设备进行整体监控。可选的，处理器601可包括一个或多个处理核心；优选的，处理器601可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器601中。

存储器602可用于存储软件程序以及模块，处理器601通过运行存储在存储器602的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。存储器602可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据电子设备的使用所创建的数据等。此外，存储器602可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。相应地，存储器602还可以包括存储器控制器，以提供处理器601对存储器602的访问。

电子设备还包括给各个部件供电的电源603，优选的，电源603可以通过电源管理系统与处理器601逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源603还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电系统、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。

该电子设备还可包括输入单元604，该输入单元604可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与用户设置以及功能控制有关的键盘、鼠标、操作杆、光学或者轨迹球信号输入。

尽管未示出，电子设备还可以包括显示单元等，在此不再赘述。具体在本实施例中，电子设备中的处理器601会按照如下的指令，将一个或一个以上的应用程序的进程对应的可执行文件加载到存储器602中，并由处理器601来运行存储在存储器602中的应用程序，从而实现各种功能，如下：

基于预设规划目标对预设双向车道网络上多个AGV进行全局路径规划，得到多个路径共享交叉区域，预设双向车道网络包括多个双向车道共享交叉区域，双向车道共享交叉区域对应连接双向车道的流入车道和流出车道；

获取路径共享交叉区域所在的目标双向车道共享交叉区域；

基于目标双向车道共享交叉区域确定目标双向车道共享交叉区域对应的安全区域的安全区域信息，其中，安全区域位于目标双向车道共享交叉区域所连接的流入车道上，且位于目标双向车道共享交叉区域的外部；

当基于安全区域信息检测到安全区域中存在AGV时，对安全区域中AGV进行运动规划。

本领域普通技术人员可以理解，上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤可以通过指令来完成，或通过指令控制相关的硬件来完成，该指令可以存储于一计算机可读存储介质中，并由处理器进行加载和执行。

为此，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，该存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取记忆体(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器进行加载，以执行本申请实施例所提供的任一种多AGV无冲突无死锁的运动规划方法中的步骤。例如，计算机程序被处理器进行加载可以执行如下步骤：

基于预设规划目标对预设双向车道网络上多个AGV进行全局路径规划，得到多个路径共享交叉区域，预设双向车道网络包括多个双向车道共享交叉区域，双向车道共享交叉区域对应连接双向车道的流入车道和流出车道；

获取路径共享交叉区域所在的目标双向车道共享交叉区域；

基于目标双向车道共享交叉区域确定目标双向车道共享交叉区域对应的安全区域的安全区域信息，其中，安全区域位于目标双向车道共享交叉区域所连接的流入车道上，且位于目标双向车道共享交叉区域的外部；

当基于安全区域信息检测到安全区域中存在AGV时，对安全区域中AGV进行运动规划。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见上文针对其他实施例的详细描述，此处不再赘述。

具体实施时，以上各个单元或结构可以作为独立的实体来实现，也可以进行任意组合，作为同一或若干个实体来实现，以上各个单元或结构的具体实施可参见前面的方法实施例，在此不再赘述。

以上各个操作的具体实施可参见前面的实施例，在此不再赘述。

以上对本申请实施例所提供的一种多AGV无冲突无死锁的运动规划方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (12)

1.一种多AGV无冲突无死锁的运动规划方法，其特征在于，所述多AGV无冲突无死锁的运动规划方法包括：

基于预设规划目标对预设双向车道网络上多个AGV进行全局路径规划，得到多个路径共享交叉区域，所述预设双向车道网络包括多个双向车道共享交叉区域，所述双向车道共享交叉区域对应连接双向车道的流入车道和流出车道；

获取所述路径共享交叉区域所在的目标双向车道共享交叉区域；

基于所述目标双向车道共享交叉区域确定所述目标双向车道共享交叉区域对应的安全区域的安全区域信息，其中，所述安全区域位于所述目标双向车道共享交叉区域所连接的流入车道上，且位于所述目标双向车道共享交叉区域的外部；

当基于所述安全区域信息检测到所述安全区域中存在AGV时，对所述安全区域中AGV进行运动规划。

2.如权利要求1所述的多AGV无冲突无死锁的运动规划方法，其特征在于，所述安全区域包括多个安全子区域，所述安全区域信息包括所述安全子区域的数量信息，

所述基于所述目标双向车道共享交叉区域确定所述目标双向车道共享交叉区域对应的安全区域的安全区域信息，包括：

获取所述目标双向车道共享交叉区域的类型；

基于所述目标双向车道共享交叉区域的类型确定所述安全子区域的数量信息。

3.如权利要求1所述的多AGV无冲突无死锁的运动规划方法，其特征在于，所述安全区域信息包括所述安全子区域的范围大小信息；

所述基于所述目标双向车道共享交叉区域确定所述目标双向车道共享交叉区域对应的安全区域的安全区域信息，包括：

获取所述目标双向车道共享交叉区域对应的流入车道中AGV的速度、第一加速度以及AGV长度；

基于所述目标双向车道共享交叉区域对应的流入车道中AGV的速度、第一加速度以及AGV长度确定所述安全子区域在所述目标双向车道共享交叉区域对应的流入车道上的延伸长度；

基于所述延伸长度、所述目标双向车道共享交叉区域对应的流入车道的宽度确定所述安全子区域的范围大小信息。

4.如权利要求1所述的多AGV无冲突无死锁的运动规划方法，其特征在于，所述安全区域信息包括所述安全子区域与所述目标双向车道共享交叉区域的相对位置信息；

所述基于所述目标双向车道共享交叉区域确定所述目标双向车道共享交叉区域对应的安全区域的安全区域信息，包括：

获取所述目标双向车道共享交叉区域对应的流入车道中AGV的第二加速度和速度；

基于所述目标双向车道共享交叉区域对应的流入车道中AGV的第二加速度和速度确定所述安全子区域与所述目标双向车道共享交叉区域的相对位置信息。

5.如权利要求1-4任意一项所述的多AGV无冲突无死锁的运动规划方法，其特征在于，所述当基于所述安全区域信息检测到所述安全区域中存在AGV时，对所述安全区域中AGV进行运动规划，包括：

当基于所述安全区域信息检测到所述安全区域中存在AGV时，获取所述安全区域中AGV的数量；

若所述安全区域中AGV的数量等于1，则对所述安全区域中AGV进行运动规划。

6.如权利要求5所述的多AGV无冲突无死锁的运动规划方法，其特征在于，所述若所述安全区域中AGV的数量等于1，则对所述安全区域中AGV进行运动规划，包括：

若所述安全区域中AGV的数量等于1，则获取所述安全区域中AGV的当前路径；

基于所述当前路径获取与所述当前路径对应的安全子区域；

基于所述当前路径对应的安全子区域确定所述当前路径对应的目标预测区域，其中，所述目标预测区域位于所述安全子区域朝向所述目标双向车道共享交叉区域的一侧；

基于所述目标预测区域对所述安全区域中AGV进行运动规划。

7.如权利要求6所述的多AGV无冲突无死锁的运动规划方法，其特征在于，所述基于所述目标预测区域对所述安全区域中AGV进行运动规划，包括：

判断所述目标预测区域中是否存在AGV；

若所述目标预测区域中存在AGV，则判断所述目标预测区域中AGV与所述安全区域中AGV是否存在冲突或死锁；

若所述目标预测区域中AGV与所述安全区域中AGV存在冲突或死锁，则控制所述安全区域中AGV进行避让。

8.如权利要求7所述的多AGV无冲突无死锁的运动规划方法，其特征在于，所述多AGV无冲突无死锁的运动规划方法还包括：

若所述目标预测区域中不存在AGV，则控制所述安全区域中AGV通过所述目标双向车道共享交叉区域。

9.如权利要求5所述的多AGV无冲突无死锁的运动规划方法，其特征在于，所述多AGV无冲突无死锁的运动规划方法还包括：

若所述安全区域中AGV的数量大于1时，则获取所述安全区域中各个AGV的速度；

基于所述安全区域中各个AGV的速度确定所述安全区域中速度最快的AGV；

对所述安全区域中速度最快的AGV进行运动规划。

10.一种多AGV无冲突无死锁的运动规划装置，其特征在于，所述多AGV无冲突无死锁的运动规划装置包括：

第一规划单元，用于基于预设规划目标对预设双向车道网络上多个AGV进行全局路径规划，得到多个路径共享交叉区域，所述预设双向车道网络包括多个双向车道共享交叉区域，所述双向车道共享交叉区域对应连接双向车道的流入车道和流出车道；

获取单元，用于获取所述路径共享交叉区域所在的目标双向车道共享交叉区域；

确定单元，用于基于所述目标双向车道共享交叉区域确定所述目标双向车道共享交叉区域对应的安全区域的安全区域信息，其中，所述安全区域位于所述目标双向车道共享交叉区域所连接的流入车道上，且位于所述目标双向车道共享交叉区域的外部；

第二规划单元，用于当基于所述安全区域信息检测到所述安全区域中存在AGV时，对所述安全区域中AGV进行运动规划。

11.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

一个或多个处理器；

存储器；以及

一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储于所述存储器中，并配置为由所述处理器执行以实现权利要求1至9任一项所述的多AGV无冲突无死锁的运动规划方法。

12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器进行加载，以执行权利要求1至9任一项所述的多AGV无冲突无死锁的运动规划方法中的步骤。

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