CN114742490A - 车辆调度系统、方法、计算机设备及计算机可读存储介质 - Google Patents

车辆调度系统、方法、计算机设备及计算机可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种车辆调度系统、方法、计算机设备及计算机可读存储介质，系统包括：接口模块，用于获取任务信息、其他车辆位置信息及货位货物有无信息；业务模块，包括：数据解析模块，用于接收任务信息、收货位货物有无信息、其他车辆位置信息；地图管理模块，用于更新货位货物有无信息、其他车辆位置信息、本地地图信息及本车信息且上传至接口模块；路径规划模块，用于接收任务信息并结合地图管理模块以规划出合理路径，分解出子任务命令；控制模块，用于逐条接收子任务命令以控制下层系统车辆外设执行任务动作，反馈执行结果至业务模块，用于收集车辆外设状态信息。车辆调度系统能够实现四向穿梭车自行规划出合理路径的目的。

Description

车辆调度系统、方法、计算机设备及计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及物流设备技术领域，特别涉及一种车辆调度系统、方法、计算机设备及计算机可读存储介质。
背景技术
四向穿梭车是现代仓储自动化领域最重要的物流装备之一。穿梭车货架系统结构稳固，作业安全，存取货物时间短，存储量大，空间利用率高，作业方式灵活，自动化程度高，因此被越来越多的客户接受。随着四向穿梭车的应用日益广泛，且项目中使用数据不断增加，实现车自行规划路径并互相感知形成协同工作且更加智能的四向穿梭车，成为行业新的需求。现有技术中，四向穿梭车的调度完全由远程服务器发送任务，存在不合理的调度和效率低下的问题。
为此，需要提出一种新的车辆调度系统及车辆调度方法。
发明内容
发明目的：本发明提供一种车辆调度系统、方法、计算机设备及计算机可读存储介质，用于解决现有四向穿梭车存在调度不合理及效率低下的问题，实现四向穿梭车能自行规划出避开其他车辆的合理路径。
技术方案如下：本发明提供一种车辆调度系统，包括：接口模块，用于获取上层系统发送的任务信息、同一区域其他车辆位置信息及货位货物有无信息；业务模块，包括：数据解析模块、路径规划模块、地图管理模块，其中，数据解析模块用于接收任务信息并根据任务信息将起点位置和终点位置发送至路径规划模块，并用于接收货位货物有无信息、同一区域其他车辆位置信息并发送至地图管理模块；地图管理模块用于更新货位货物有无信息、同一区域内其他车辆位置信息、本地地图信息及本车信息，且上传至接口模块；路径规划模块用于根据接收的任务信息并结合地图管理模块更新的货位货物有无信息、同一区域内其他车辆位置信息以规划出合理路径，并分解出子任务命令，且将子任务命令逐条发送至控制模块；控制模块，用于逐条接收子任务命令并发送至下层系统，以控制下层系统的车辆外设执行任务动作，并反馈每一子任务命令的执行结果至业务模块，用于收集下层系统的车辆外设状态信息。
进一步的，控制模块包括：运动控制模块，用于解析子任务命令以控制车辆外设；安全控制模块，用于监测车辆外设的光电信息并进行防撞保护；数据采集模块，用于采集车辆外设状态信息，并上传至数据解析模块。
进一步的，业务模块还包括：能源管理模块，用于接收数据采集模块获取的车辆电量信息，并在判断车辆处于低电量情况下，锁定车辆充电任务，发送到控制模块以控制车辆完成充电动作；固件更新模块，用于远程更新车辆的程序固件；边缘计算模块，用于接收数据采集模块获取的车辆边缘数据以进行边缘计算，并上传边缘计算结果至数据解析模块。
进一步的，数据解析模块用于接收控制模块返回的每一子任务命令的执行结果，若某子任务命令完成执行，数据解析模块用于接收该子任务命令的成功结果并发送下一条子任务命令至控制模块，若该条子任务命令失败，数据解析模块用于接收该子任务命令的失败结果并选择重新发送该子任务命令至控制模块。
所述的车辆调度系统，接口模块用于获取上层系统发送任务信息、同一区域内其他车辆位置信息及货位货物有无信息并发送至业务模块，业务模块用于规划出合理路径，并分解成多个子任务命令；控制模块用于逐条接收子任务命令并发送至下层系统以控制下层系统的车辆外设执行任务动作，并逐一反馈子任务命令的执行结果至业务模块，实现四向穿梭车自行规划出合理路径的目的，从而解决现有四向穿梭车存在调度不合理及效率低下的问题。
本发明还提供一种车辆调度方法，包括以下步骤：(1)接口模块接收上层系统发送任务信息、同一区域其他车辆位置信息、货位货物有无信息，并发送至业务模块；(2)业务模块根据接收到的任务信息、同一区域其他车辆位置信息、货位货物有无信息进行路径规划以规划出合理路径，分解成多个子任务命令；步骤(2)还包括以下步骤：(21)数据解析模块接收任务信息并根据任务信息将起点位置和终点位置发送至路径规划模块，接收货位货物有无信息、同一区域其他车辆位置信息并发送至地图管理模块；(22)地图管理模块更新货位货物有无信息、同一区域内其他车辆位置信息、本地地图信息及本车信息，且上传至接口模块；(23)路径规划模块根据数据解析模块提供的任务信息并结合地图管理模块更新的货位货物有无信息、同一区域内其他车辆位置信息规划出合理路径，并分解出子任务命令，且将子任务命令逐条发送至控制模块；(3)控制模块逐条接收子任务命令，控制下层系统的车辆外设执行子任务命令，并返回每一子任务命令的执行结果至业务模块；收集下层系统的车辆外设状态信息并上传至业务模块。
进一步的，步骤(3)还包括以下步骤：运动控制模块接收路径规划模块的子任务命令并解析子任务命令以控制车辆外设；安全控制模块监测车辆外设的光电信息以进行防撞保护；数据采集模块采集车辆外设状态信息并上传至数据解析模块。
进一步的，步骤(2)还包括以下步骤：能源管理模块接收数据采集模块获取的车辆电量信息，并在车辆处于低电量情况下，锁定车辆充电任务，发送充电任务命令至控制模块以控制车辆外设完成充电动作；固件更新模块远程更新车辆的程序固件；边缘计算模块接收数据采集模块获取的车辆边缘数据以进行边缘计算，并上传边缘计算结果至数据解析模块。
进一步的，在步骤(23)及本步骤(3)中，数据解析模块接收控制模块返回的每一子任务命令的执行结果，若某子任务命令完成执行，数据解析模块接收该子任务命令的成功结果并发送下一条子任务命令至控制模块，若该条子任务命令失败，数据解析模块接收该子任务命令的失败结果并选择重新发送该子任务命令至控制模块。
本发明还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述方法的步骤。
本发明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执行时实现如上所述的方法的步骤。
技术效果：所述的车辆调度方法，通过接口模块获取上层系统发送的车辆调度信息包括任务信息、同一区域内其他车辆位置信息及货位货物有无信息，通过业务模块接收车辆调度信息以规划出合理路径，并分解成多个子任务命令；通过控制模块逐条接收子任务命令并发送至下层系统以控制下层系统的车辆外设执行任务动作，并逐一反馈子任务命令的执行结果至业务模块，实现四向穿梭车能自行规划合理路径的目的，解决现有四向穿梭车调度不合理及效率低下的问题。
附图说明
图1是本发明一种车辆调度系统的架构示意图；
图2是车辆调度系统各模块之间的信息流图；
图3是本发明的车辆调度方法的流程示意图；
图4是路径规划的算法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
如图1至图4所示，本发明所述的车辆调度系统分别连接上层系统(WCS系统，Warehouse Control System，仓储控制系统)及下层系统，该车辆调度系统包括：接口模块、业务模块及控制模块。
所述接口模块用于获取上层系统发送的车辆调度信息，并发送车辆调度信息至所述业务模块，其中，所述车辆调度信息包括任务信息、同一区域内其他车辆位置信息及货位货物有无信息。
所述业务模块包括数据解析模块、地图管理模块、路径规划模块、边缘计算模块、能源管理模块、固件更新模块。
所述数据解析模块用于接收任务信息以将任务信息的起点位置和终点位置发送至路径规划模块，并用于接收货位货物有无信息、其他车辆位置信息并发送至地图管理模块；所述地图管理模块用于更新货位货物有无信息、其他车辆位置信息及本地地图信息，并上传至所述接口模块；所述路径规划模块用于根据任务信息的起点位置和终点位置，并结合地图管理模块更新的货位货物有无信息、其他车辆位置信息以规划出合理路径，以及分解出多个子任务命令，且将每一子任务命令逐条发送至控制模块；
所述数据解析模块用于分解子任务命令且将子任务命令逐一发送至控制模块，具体地，数据解析模块用于接收控制模块返回的每一条子任务命令的执行结果，若某条子任务命令完成执行，将执行该条子任务命令的成功结果返回至数据解析模块并发送下一条子任务命令至控制模块，若该条子任务命令失败，则将执行该子任务命令的失败结果返回至数据解析模块，并选择重新下发该条子任务命令至控制模块。
所述业务模块的地图管理模块还用于定时发送四向穿梭车位置等车辆信息到总WCS调度，并由总WCS调度分发给同一区域所有车辆，控制模块接收子任务命令并解析后控制四向穿梭车。
所述控制模块包括：数据采集模块、安全控制模块、运动控制模块；所述运动控制模块用于解析子任务命令以控制下层系统的车辆外设，即完成四向穿梭车的运控控制；所述安全控制模块用于监测车辆外设的光电信息以进行防撞保护，即用于在车辆运动过程中监测车辆光电信息，负责碰撞安全防护；所述数据采集模块用于采集车辆外设状态信息并上传至数据解析模块，即用于采集四向穿梭车运动前后及运动中的车辆电机传感器的状态数据。
所述能源管理模块用于接收控制模块的数据采集模块获取的车辆电量信息，用于判断车辆处于低电量的情况下，锁定车辆任务接受状态，并规划出充电任务命令，以发送充电任务命令至控制模块，控制模块用于根据接收的充电任务命令来控制车辆外设完成充电动作，具体即为，当发现车辆电能不足的情况时，车辆当前子任务命令完成时即锁定车辆，不再接受新的任务，并规划出合理路径以进入充电位置，完成充电后，解锁车辆；所述固件更新模块用于通过访问远程服务器以实时更新四向穿梭车的固件版本；所述边缘计算模块用于获取控制模块的数据采集模块采集的四向穿梭车的边缘数据信息以进行边缘计算，并上传边缘计算结果至数据解析模块。
如图2所示，本发明提供的车辆调度系统，是一套包含算法和软件的调度系统且部署在自研控制盒硬件之上，控制盒集成单片机技术和Linux系统技术。
该车辆调度系统中，所述接口模块用于获取上层系统发送的任务信息、同一区域内其他车辆位置信息及货位货物有无信息；业务模块用于根据接收的任务信息、同一区域内其他车辆位置信息及货位货物有无信息以规划出合理路径，并分解成多个子任务命令以逐条发送至控制模块，货位货物有无信息即为货位有无货物信息；控制模块用于接收业务模块的子任务命令并发送至下层系统以控制下层系统的车辆外设执行任务动作，并逐一反馈子任务命令的执行结果至业务模块；从而能够实现四向穿梭车自行规划出合理路径的目的，从而解决现有四向穿梭车存在调度不合理及效率低下的问题，且本发明提供给的车辆调度系统用于四向穿梭车的自动调度和车车互联，能够为多台四向穿梭车提供合理调度机制，提升调度效率。
本发明还提供一种车辆调度方法，包括以下步骤：
(1)接口模块接收上层系统发送的车辆任务信息、同一区域内其他车辆位置信息、货位货物有无信息，并发送至业务模块；
(2)业务模块根据接收到的车辆任务信息、同一区域内其他车辆位置信息、货位货物有无信息进行路径规划以获得合理路径，分解成多个子任务命令并逐条发送至控制模块；
步骤(2)还包括以下步骤：
(21)数据解析模块接收任务信息并根据任务信息将起点位置和终点位置发送至路径规划模块，接收货位货物有无信息、同一区域其他车辆位置信息并发送至地图管理模块；
(22)地图管理模块更新货位货物有无信息、同一区域内其他车辆位置信息及本地地图信息并上传至接口模块；
(23)路径规划模块根据数据解析模块提供的任务信息并结合地图管理模块更新的货位货物有无信息、同一区域内其他车辆位置信息规划出合理路径并分解出子任务命令，且将子任务命令逐条发送至控制模块。
在本步骤(23)中，路径规划模块接收任务信息后运用A*算法，并结合地图管理模块以规划出合理路径，路径规划的步骤包括：
(231)路径规划模块根据接收的任务信息获取起点位置A和终点位置B；创建Open表和Close表，Open表存放待检测节点，Close表存放已检测节点；
(232)将起点位置A加入Open表中，在Open表中找到评价值最小的节点M并作为当前节点；
(233)搜索当前节点的所有相邻节点N标记为待考察，放入Open表中；将当前节点M从Open表中移除，并将当前节点添加至Close表中；
(224)重复步骤(232)与步骤(233)，直至目标节点B在Open表中，即寻到最优路径，结束。
(3)控制模块根据接收的每一子任务命令以控制下层系统的车辆外设执行对应的子任务命令，并逐一返回每一子任务命令的执行结果至业务模块，以进入步骤(2)；以及收集下层系统的车辆外设状态信息并上传至业务模块。
在步骤(23)及本步骤(3)中，数据解析模块接收控制模块返回的每一子任务命令的执行结果，若某子任务命令完成执行，数据解析模块接收该子任务命令的成功结果并发送下一条子任务命令至控制模块，若该条子任务命令失败，数据解析模块接收该子任务命令的失败结果并选择重新发送该子任务命令至控制模块。
在步骤(3)中，还包括以下步骤：
(31)运动控制模块接收路径规划模块的子任务命令并解析子任务命令以控制车辆外设；安全控制模块监测车辆外设的光电信息以进行防撞保护；数据采集模块采集车辆外设状态信息并上传至数据解析模块。
此外，在步骤(2)中，还包括以下步骤：
(24)能源管理模块接收数据采集模块获取的车辆电量信息，并在车辆处于低电量情况下，锁定车辆任务接受状态并规划出充电任务命令，发送至控制模块以控制车辆外设完成充电动作；固件更新模块远程更新车辆的程序固件；边缘计算模块接收数据采集模块获取的车辆边缘数据并进行边缘计算，并将边缘计算结果上传至数据解析模块。
本发明还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述方法的步骤。
本发明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执行时实现如上所述的方法的步骤。
所述的车辆调度方法，通过接口模块获取上层系统发送的任务信息、其他车辆位置信息及货位货物有无信息，业务模块接收上层系统发送的任务信息、其他车辆位置信息及货位货物有无信息以规划出合理路径，分解成多个子任务命令，且将子任务命令逐条发送至控制模块；控制模块逐一接收业务模块的子任务命令并发送至下层系统，以控制下层系统的车辆外设执行任务动作，并反馈子任务命令的完成情况至业务模块，实现四向穿梭车能自行规划出合理路径，并能互相感知形成协同工作且更加智能的功能，从而解决现有四向穿梭车存在调度不合理及效率低下的问题。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种车辆调度系统，其特征在于，包括：
接口模块，用于获取上层系统发送的任务信息、同一区域其他车辆位置信息及货位货物有无信息；
业务模块，包括：数据解析模块、路径规划模块、地图管理模块，其中，
数据解析模块用于接收任务信息并根据任务信息将起点位置和终点位置发送至路径规划模块，并用于接收货位货物有无信息、同一区域其他车辆位置信息并发送至地图管理模块；
地图管理模块用于更新货位货物有无信息、同一区域内其他车辆位置信息、本地地图信息及本车信息，且上传至接口模块；
路径规划模块用于根据接收的任务信息并结合地图管理模块更新的货位货物有无信息、同一区域内其他车辆位置信息以规划出合理路径，并分解出子任务命令，且将子任务命令逐条发送至控制模块；
控制模块，用于逐条接收子任务命令并发送至下层系统，以控制下层系统的车辆外设执行任务动作，并反馈每一子任务命令的执行结果至业务模块，用于收集下层系统的车辆外设状态信息。
2.根据权利要求1所述的车辆调度系统，其特征在于，控制模块包括：
运动控制模块，用于解析子任务命令以控制车辆外设；
安全控制模块，用于监测车辆外设的光电信息并进行防撞保护；
数据采集模块，用于采集车辆外设状态信息，并上传至数据解析模块。
3.根据权利要求2所述的车辆调度系统，其特征在于，业务模块还包括：
能源管理模块，用于接收数据采集模块获取的车辆电量信息，并在判断车辆处于低电量情况下，锁定车辆充电任务，发送到控制模块以控制车辆完成充电动作；
固件更新模块，用于远程更新车辆的程序固件；
边缘计算模块，用于接收数据采集模块获取的车辆边缘数据以进行边缘计算，并上传边缘计算结果至数据解析模块。
4.根据权利要求3所述的车辆调度系统，其特征在于，数据解析模块用于接收控制模块返回的每一子任务命令的执行结果，若某子任务命令完成执行，数据解析模块用于接收该子任务命令的成功结果并发送下一条子任务命令至控制模块，若该条子任务命令失败，数据解析模块用于接收该子任务命令的失败结果并选择重新发送该子任务命令至控制模块。
5.一种车辆调度方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)接口模块接收上层系统发送任务信息、同一区域其他车辆位置信息、货位货物有无信息，并发送至业务模块；
(2)业务模块根据接收到的任务信息、同一区域其他车辆位置信息、货位货物有无信息进行路径规划以规划出合理路径，分解成多个子任务命令；
步骤(2)还包括以下步骤：
(21)数据解析模块接收任务信息并根据任务信息将起点位置和终点位置发送至路径规划模块，接收货位货物有无信息、同一区域其他车辆位置信息并发送至地图管理模块；
(22)地图管理模块更新货位货物有无信息、同一区域内其他车辆位置信息及本地地图信息及本车信息，且上传至接口模块；
(23)路径规划模块根据数据解析模块提供的任务信息并结合地图管理模块更新的货位货物有无信息、同一区域内其他车辆位置信息规划出合理路径，并分解出子任务命令，且将子任务命令逐条发送至控制模块；
(3)控制模块逐条接收子任务命令，控制下层系统的车辆外设执行子任务命令，并返回每一子任务命令的执行结果至业务模块；收集下层系统的车辆外设状态信息并上传至业务模块。
6.根据权利要求5所述的车辆调度方法，其特征在于，步骤(3)还包括以下步骤：
运动控制模块接收路径规划模块的子任务命令并解析子任务命令以控制车辆外设；
安全控制模块监测车辆外设的光电信息以进行防撞保护；
数据采集模块采集车辆外设状态信息并上传至数据解析模块。
7.根据权利要求6所述的车辆调度方法，其特征在于，步骤(2)还包括以下步骤：
能源管理模块接收数据采集模块获取的车辆电量信息，并在车辆处于低电量情况下，锁定车辆充电任务，发送充电任务命令至控制模块以控制车辆外设完成充电动作；
固件更新模块远程更新车辆的程序固件；
边缘计算模块接收数据采集模块获取的车辆边缘数据以进行边缘计算，并上传边缘计算结果至数据解析模块。
8.根据权利要求6所述的车辆调度方法，其特征在于，在步骤(23)及本步骤(3)中，数据解析模块接收控制模块返回的每一子任务命令的执行结果，若某子任务命令完成执行，数据解析模块接收该子任务命令的成功结果并发送下一条子任务命令至控制模块，若该条子任务命令失败，数据解析模块接收该子任务命令的失败结果并选择重新发送该子任务命令至控制模块。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求5至8任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求5至8中任一项所述的方法的步骤。
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