CN114655038B - 基于荷电状态的导引车运行调度方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种基于荷电状态的导引车运行调度方法，包括以下步骤：S1.获取工作区域内充电桩的分布位置以及自动导引车的实时位置；S2.获取自动导引车的实时荷电状态信息以及自动导引车任务状态信息；S3.由自动导引车的实时位置规划自动导引车的最优路径；S4.判断自动导引车各自的最优路径是否具有重叠，如是，则根据自动导引车的荷电状态以及自动导引车的任务状态控制自动导引车的运行顺序以及充电顺序；在自动导引车运行过程中，根据自动导引车的任务状态、荷电状态以及自身的实时位置动态控制自动导引车运行以及充电，从而能够有效避免任务被全面中断，有效提升仓储运行的效率。

Description

基于荷电状态的导引车运行调度方法
技术领域
本发明涉及一种自动导引车领域，尤其涉及一种基于荷电状态的导引车运行调度方法。
背景技术
自动导引车(英文全称为Automated Guided Vehicle，缩写为AGV)为一种以蓄电池作为动力的辅助装载机构，用于将被移动目标载运至目标位置。
在仓储等区域中，往往需要设置多台自动导引车对货物进行运载，从而需要多台自动导引车同时进行工作，现有技术中，对于自动导引车的调度控制一般都是事先将自动导引车进行充电，然后控制自动导引车动作，当电量达到一定值后，再将自动导引车运送至充电桩进行充电，那么这种方式存在以下问题：一方面，自动导引车在运行过程中存在路径重合的现象，现有的方式就是排队等待，这种方式使得运行效率低，造成自动导引车能耗严重，另一方面，对于自动导引车的充电，也是通过排队，将剩余电量达到一定下限值后就将自动导引车进行充电，而此时，需要停止自动导引车的任务，从而造成任务中断，进一步降低了整个系统的运行效率。
因此，为了解决上述技术问题，亟需提出一种新的方式。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于荷电状态的导引车运行调度方法，在自动导引车运行过程中，根据自动导引车的任务状态、荷电状态以及自身的实时位置动态控制自动导引车运行以及充电，从而能够有效避免任务被全面中断，有效提升仓储运行的效率。
本发明提供的一种基于荷电状态的导引车运行调度方法，包括以下步骤：
S1.获取工作区域内充电桩的分布位置以及自动导引车的实时位置；
S2.获取自动导引车的实时荷电状态信息以及自动导引车任务状态信息；
S3.由自动导引车的实时位置规划自动导引车的最优路径；
S4.判断自动导引车各自的最优路径是否具有重叠，如是，则根据自动导引车的荷电状态以及自动导引车的任务状态控制自动导引车的运行顺序以及充电顺序。
进一步，步骤S4中，对于最优路径具有重叠时，根据如下方法确定自动导引车的优先通过顺序：
则判断自动导引车任务状态优先级，控制任务状态优先级高的自动导引车优先通过重叠路径，如自动导引车任务状态优先级相同，则判断自动导引车的实时荷电状态，实时荷电量低的自动导引车优先通过重叠路径。
进一步，步骤S4中，根据如下方法确定自动导引车的充电顺序：
S401.根据自动导引车的自身荷电状态确定剩余续航里程；
S402.根据自动导引车自身的实时位置计算自动导引车与各充电桩之间的距离；
S403.计算自动导引车到各充电桩的运行时间；
S404.判断各充电桩当前是否处于空闲状态，如是，进入步骤S405,如否，则进入步骤S406；
S405.筛选出与当前充电桩距离小于设定阈值的自动导引车作为充电备选集；并判断当前充电备选集中的自动导引车的任务状态优先级，并控制任务状态优先级高的自动导引车优先充电；
S406.计算各充电桩的充电剩余时间，并按照剩余充电时间从小打到进行排序，并将自动导引车按照任务状态的优先级从大到小进行排序，控制自动导引车按照任务状态优先级的顺序进行充电且将自动导引车分配给剩余续航里程范围内充电剩余时间最小的充电桩。
进一步，步骤S405中，控制任务状态优先级高的自动导引车优先充电具体包括：
判断优先级最高的自动导引车的剩余续航里程是否大于自动导引车和空闲充电桩之间的距离，如是，则控制当前自动导引车到达空闲充电桩进行充电，如否，则查找当前自动导引车的剩余续航里程范围内剩余充电时间最小的充电桩，则将当前自动导引车分配给当前剩余充电时间最小的充电桩，且将当前空闲充电桩分配给剩余续航里程能够到达的且任务状态等级较低的自动导引车。
进一步，根据如下方法按确定自动导引车的剩余续航里程：
其中，A为里程系数，B为传动效率常数，η1为导引车蓄电池的放电系数，η2为导引车的传动效率，β为导引车的荷重系数，F1为导引车的风阻，F2为导引车滚动阻力；t为导引车的工作区域环境温度；E为自动导引车的实时荷电量。
进一步，根据如下方法确定导引车的风阻：
其中，SR为导引车的迎风面积，cd为空阻系数，v为导引车的行驶速度，γ为风阻计算常数。
进一步，根据如下方法确定导引车的滚动阻力：
F2＝Mf，其中，M为导引车的总重力，f为滚阻系数。
本发明的有益效果：通过本发明，在自动导引车运行过程中，根据自动导引车的任务状态、荷电状态以及自身的实时位置动态控制自动导引车运行以及充电，从而能够有效避免任务被全面中断，有效提升仓储运行的效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
以下进一步对本发明进行详细说明：
本发明提供的一种基于荷电状态的导引车运行调度方法，包括以下步骤：
S1.获取工作区域内充电桩的分布位置以及自动导引车的实时位置；
S2.获取自动导引车的实时荷电状态信息以及自动导引车任务状态信息；其中，荷电状态信息指的是自动导引车的蓄电池的剩余电量，任务状态信息指的是任务的优先级，在自动导引车的运行之前，需要向自动导引车的运行进行规划，确定不同货物的运送优先级；
S3.由自动导引车的实时位置规划自动导引车的最优路径；其中，最优路径采用现有的算法进行规划，此属于现有技术；
S4.判断自动导引车各自的最优路径是否具有重叠，如是，则根据自动导引车的荷电状态以及自动导引车的任务状态控制自动导引车的运行顺序以及充电顺序，通过上述方法，在自动导引车运行过程中，根据自动导引车的任务状态、荷电状态以及自身的实时位置动态控制自动导引车运行以及充电，从而能够有效避免任务被全面中断，有效提升仓储运行的效率。
本实施例中，步骤S4中，对于最优路径具有重叠时，根据如下方法确定自动导引车的优先通过顺序：
则判断自动导引车任务状态优先级，控制任务状态优先级高的自动导引车优先通过重叠路径，如自动导引车任务状态优先级相同，则判断自动导引车的实时荷电状态，实时荷电量低的自动导引车优先通过重叠路径，通过上述方法，能够在多个自动导引车同时运行时且具有重叠的路径时，能够保证自动导引车有序运行，且能够按照任务状态的优先级运行，提升运行效率，有效避免传统的排队等待现象而导致优先级高的任务被延误。
本实施例中，步骤S4中，根据如下方法确定自动导引车的充电顺序：
S401.根据自动导引车的自身荷电状态确定剩余续航里程；
S402.根据自动导引车自身的实时位置计算自动导引车与各充电桩之间的距离；
S403.计算自动导引车到各充电桩的运行时间；
S404.判断各充电桩当前是否处于空闲状态，如是，进入步骤S405,如否，则进入步骤S406；
S405.筛选出与当前充电桩距离小于设定阈值的自动导引车作为充电备选集；并判断当前充电备选集中的自动导引车的任务状态优先级，并控制任务状态优先级高的自动导引车优先充电；
S406.计算各充电桩的充电剩余时间，并按照剩余充电时间从小打到进行排序，并将自动导引车按照任务状态的优先级从大到小进行排序，控制自动导引车按照任务状态优先级的顺序进行充电且将自动导引车分配给剩余续航里程范围内充电剩余时间最小的充电桩，其中，剩余充电时间采用现有的方法进行计算预测，在此不加以赘述；
本实施例中，步骤S405中，控制任务状态优先级高的自动导引车优先充电具体包括：
判断优先级最高的自动导引车的剩余续航里程是否大于自动导引车和空闲充电桩之间的距离，如是，则控制当前自动导引车到达空闲充电桩进行充电，如否，则查找当前自动导引车的剩余续航里程范围内剩余充电时间最小的充电桩，则将当前自动导引车分配给当前剩余充电时间最小的充电桩，且将当前空闲充电桩分配给剩余续航里程能够到达的且任务状态等级较低的自动导引车。
具体地，根据如下方法按确定自动导引车的剩余续航里程：
其中，A为里程系数，B为传动效率常数，η1为导引车蓄电池的放电系数，η2为导引车的传动效率，β为导引车的荷重系数，F1为导引车的风阻，F2为导引车滚动阻力；t为导引车的工作区域环境温度；E为自动导引车的实时荷电量。
根据如下方法确定导引车的风阻：
其中，SR为导引车的迎风面积，cd为空阻系数，v为导引车的行驶速度，γ为风阻计算常数。
根据如下方法确定导引车的滚动阻力：
F2＝Mf，其中，M为导引车的总重力，f为滚阻系数。
下面以一个具体实例对上述过程进行详述：
假定在工作区域中具有ABCDE一共5个自动导引车，且任务优先级的顺序也是ABCDE；工作区域中具有3个充电桩，分别为CH1、CH2和CH3；
那么，如果在实际工作中，ABC的这三个自动导引车在最优路径中具有部分重叠，那么在同时达到路径重叠区域后，其通过顺序为ABC，因此，对应于ABC运送的货物的处理优先级也是ABC，这样，就防止了A运送的货物被延误；当这5个自动导引车的剩余电量都达到了一定程度(即需要充电的时刻，由剩余电量阈值进行判断，此属于现有技术)，那么如果按照传统方式，则都需要对这5个进行充电，如果，此时，CH1、CH2和CH3任意一个或者都处于空闲状态，那么此时，就计算ABCDE这5个自动导引车与这三个充电桩的距离，假定ABD三个与CH1的距离都几乎相等，那么此时，A为CH1的最先充电的自动导引车；假定还有一个自动导引车F，它的任务优先级别与B相同，且F与CH1的距离与B与CH1的距离相同，那么此时，就需要判断B与F的剩余电量的大小，假如B的剩余电量多，剩余电量多的自动导引车B优先充电，因为这样B的充电消耗时间较少，B能够尽快投入到运行中，降低整个充电排队的时间。
当CH1、CH2和CH3同时执行充电任务，且剩余充电时间分别为T1、T2和T3且T1＜T2＜T3，此时，假定ABCD的剩余续航里程均能够达到三个充电桩，那么将A分配个CH1，如果A的剩余电量不足以支持A到达CH1，虽然CH1的剩余充电时间最小，此时也只能将A分配给CH2，此时，可以将CH1分配给B。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种基于荷电状态的导引车运行调度方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.获取工作区域内充电桩的分布位置以及自动导引车的实时位置；
S2.获取自动导引车的实时荷电状态信息以及自动导引车任务状态信息；
S3.由自动导引车的实时位置规划自动导引车的最优路径；
S4.判断自动导引车各自的最优路径是否具有重叠，如是，则根据自动导引车的荷电状态以及自动导引车的任务状态控制自动导引车的运行顺序以及充电顺序。
2.根据权利要求1所述基于荷电状态的导引车运行调度方法，其特征在于：步骤S4中，对于最优路径具有重叠时，根据如下方法确定自动导引车的优先通过顺序：
则判断自动导引车任务状态优先级，控制任务状态优先级高的自动导引车优先通过重叠路径，如自动导引车任务状态优先级相同，则判断自动导引车的实时荷电状态，实时荷电量低的自动导引车优先通过重叠路径。
3.根据权利要求1所述基于荷电状态的导引车运行调度方法，其特征在于：步骤S4中，根据如下方法确定自动导引车的充电顺序：
S401.根据自动导引车的自身荷电状态确定剩余续航里程；
S402.根据自动导引车自身的实时位置计算自动导引车与各充电桩之间的距离；
S403.计算自动导引车到各充电桩的运行时间；
S404.判断各充电桩当前是否处于空闲状态，如是，进入步骤S405,如否，则进入步骤S406；
S405.筛选出与当前充电桩距离小于设定阈值的自动导引车作为充电备选集；并判断当前充电备选集中的自动导引车的任务状态优先级，并控制任务状态优先级高的自动导引车优先充电；
S406.计算各充电桩的充电剩余时间，并按照剩余充电时间从小到大进行排序，并将自动导引车按照任务状态的优先级从大到小进行排序，控制自动导引车按照任务状态优先级的顺序进行充电且将自动导引车分配给剩余续航里程范围内充电剩余时间最小的充电桩。
4.根据权利要求3所述基于荷电状态的导引车运行调度方法，其特征在于：步骤S405中，控制任务状态优先级高的自动导引车优先充电具体包括：
判断优先级最高的自动导引车的剩余续航里程是否大于自动导引车和空闲充电桩之间的距离，如是，则控制当前自动导引车到达空闲充电桩进行充电，如否，则查找当前自动导引车的剩余续航里程范围内剩余充电时间最小的充电桩，则将当前自动导引车分配给当前剩余充电时间最小的充电桩，且将当前空闲充电桩分配给剩余续航里程能够到达的且任务状态等级较低的自动导引车。
5.根据权利要求3所述基于荷电状态的导引车运行调度方法，其特征在于：根据如下方法按确定自动导引车的剩余续航里程：
其中，A为里程系数，B为传动效率常数，η1为导引车蓄电池的放电系数，η2为导引车的传动效率，β为导引车的荷重系数，F1为导引车的风阻，F2为导引车滚动阻力；t为导引车的工作区域环境温度；E为自动导引车的实时荷电量。
6.根据权利要求5所述基于荷电状态的导引车运行调度方法，其特征在于：根据如下方法确定导引车的风阻：
其中，SR为导引车的迎风面积，cd为空阻系数，v为导引车的行驶速度，γ为风阻计算常数。
7.根据权利要求5所述基于荷电状态的导引车运行调度方法，其特征在于：根据如下方法确定导引车的滚动阻力：
F2＝Mf，其中，M为导引车的总重力，f为滚阻系数。
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