CN115014345A - 一种可应用于无人天车非直线运行的路径规划方法 - Google Patents
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Abstract
一种可应用于无人天车非直线运行的路径规划方法，对从源地址“可视”的相关点进行处理，建立迭代起点表；具体为：从源地址对所有的相关点进行“可视性”检测，即先判断源地址与相关点之间的直接连接是否不与任何相关区相交，然后再判断以该直接连接为矩形的对角线，以库区的平行线为矩形的边线，源地址点、相关点所形成的矩形是否与禁行区不重叠；解决了现有技术中，小车以曲线段的方式，容易使小车穿过禁行区，引发安全事故的问题。
Description
技术领域
本发明涉及的是路径规划领域，特别涉及一种可应用于无人天车非直线运行的路径规划方法。
背景技术
随着我国经济发展水平的不断提高，现代物流业也飞速发展，仓储环节在现代物流业中起着承接供应链上下游的作用，使得传统仓储管理面临巨大挑战，与现代物流业相互脱节，非常不利于物流业进步与发展，智能化、无人化仓储管理系统仓储管理发展的必然趋势。
无人天车自动调度是智能仓储管理系统的核心，而天车路径规划是天车自动调度的基础，是天车能否安全、可靠运行的关键。天车运行路径规划的准确性不仅关系到系统的运行安全，而且与系统的运行效率、运行成本息息相关。
在先前的无人天车路径规划中，主要通过2种方式来进行：1，分别规划无人天车大、小车的路径，先根据规划的路径，调度大(小)车，等大(小)车根据规划的路径到达规划目的点时，再调度小(大)车执行规划的路径，从而达到目的点；2，以小车直线运动为前提进行路径规划，规划出从源地址到目的地址的一段折线段，同时调度大小车。
在方式1中，因为是分别调度大、小车而非同时，效率不高；在方式2中，虽然同时调度大、小车，但是是以小车的直线运行为前提，而在实际的生产环境中，当同时调度大、小车时，很难保证小车以直线段(或折线段)的方式运动，而更多的是曲线段的方式，从而很容易使小车穿过禁行区，引发安全事故。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种可应用于无人天车非直线运行的路径规划方法。
为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：
一种可应用于无人天车非直线运行的路径规划方法，包括：
S100.根据库区内锁区及人行通道区，获取禁行区表；
S200.根据天车运行的源地址、目标地址及禁行区表，建立相关区表；
S300.根据相关区表计算相关点；
S400.对从源地址“可视”的相关点进行处理，建立迭代起点表；具体为：从源地址对所有的相关点进行“可视性”检测，即先判断源地址与相关点之间的直接连接是否不与任何相关区相交，然后再判断以该直接连接为矩形的对角线，以库区的平行线为矩形的边线，源地址点、相关点所形成的矩形是否与禁行区不重叠；
S500.对迭代起点表进行启发式搜索，直到迭代起点表中包含目标地址；
S600.从目标地址回溯到源地址，得到最短运行路径及最短距离。
2.如权利要求1所述的一种可应用于无人天车非直线运行的路径规划方法，其特征在于，S100中，根据库区内锁区及人行通道区，获取禁行区表的具体方法为：根据库区内锁区及人行通道区的分布，以及业主对安全裕度的要求，对锁区及人行通道区进行扩展，得到天车运行的禁行区。
3.如权利要求1所述的一种可应用于无人天车非直线运行的路径规划方法，其特征在于，S200中，根据天车运行的源地址、目标地址及禁行区表，建立相关区表的具体方法为：根据天车运行的源地址、目标地址及禁行区表，构建源地址到目标地址的穿越线，所有与穿越线相交的禁行区加入相关区表；构建源地址到相关区顶点的穿越线，所有与穿越线相交的禁行区也加入相关区表；构建相关区顶点到目标地址的穿越线，所有与穿越线相交的禁行区也加入相关区表。
4.如权利要求3所述的一种可应用于无人天车非直线运行的路径规划方法，其特征在于，S300中，将S200中建立的相关区表，计算各区的顶点作为相关点，具体为：获取对应区域内锁区和人行通道所有顶点作为相关点，并对相关点以外的顶点进行去除。
5.根据权利要求1所述的一种可应用于无人天车非直线运行的路径规划方法，其特征在于：S500中，对迭代起点表中的每一个迭代起点进行启发式搜索，搜索以深度优先进行，直到所有迭代起点完成搜索。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的天车运行路径的规划方法，其特征在于：存在从源地址到目标地址的路径，天车路径规划失败；当表中包含目标时，从目标地址回溯上一节点，再从上一节点回溯更上层节点直到源地址，行到的路径即为天车最优运行路径。
本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：
本发明公开的一种可应用于无人天车非直线运行的路径规划方法，对从源地址“可视”的相关点进行处理，建立迭代起点表；具体为：从源地址对所有的相关点进行“可视性”检测，即先判断源地址与相关点之间的直接连接是否不与任何相关区相交，然后再判断以该直接连接为矩形的对角线，以库区的平行线为矩形的边线，源地址点、相关点所形成的矩形是否与禁行区不重叠；解决了现有技术中，小车以曲线段的方式，容易使小车穿过禁行区，引发安全事故的问题。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例1中，一种可应用于无人天车非直线运行的路径规划方法的流程图；
图2为本发明实施例1中，库区及库内禁行区分布图；
图3和4为本发明实施例1中，穿越线及相关区示意图；
图5为本发明实施例1中，最优路径规划结果示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
为了解决现有技术中存在的问题，本发明实施例提供一种可应用于无人天车非直线运行的路径规划方法。
实施例1
本发明提供的一种天车运行路径的规划方法，如图1，包括以下步骤：
S100：根据库区内锁区及人行通道区，获取禁行区表；
本实施例中，根据库区内锁区及人行通道区的分布，以及业主对安全裕度的要求，对锁区及人行通道区进行扩展，得到天车运行的禁行区。如附图2所示，库区内共有9个锁区和4个人行通道区，从而天车运行的禁行区共有13个，对应的顶点共有48个。
S200：根据天车运行的源地址、目标地址及禁行区表，建立相关区表；
本实施例中，根据天车运行的源地址、目标地址及禁行区表，构建源地址到目标地址的穿越线，所有与穿越线相交的禁行区加入相关区表。构建源地址到相关区顶点的穿越线，所有与穿越线相交的禁行区也加入相关区表。构建相关区顶点到目标地址的穿越线，所有与穿越线相交的禁行区也加入相关区表。如附图3所示，相关区包括锁区2、锁区4、锁区5、人行通道1、人行通道2共5个区，相关区之外的8个禁行区在本实施例中可不予考虑。
S300：根据相关区表计算相关点；
本实施例中，根据步骤2建立的相关区，计算各区的顶点作为相关点。在本实施例中，锁区2、锁区4、锁区5、人行通道1、人行通道2共5个相关区18个顶点作为相关点，相关点以外的顶点可不予考虑，从而在天车路径规划时，库区内48个顶点只需要对其中的18个做“可视性”检测，计算量比常用的A*算法减少62.5％。
S400：对从源地址“可视”的相关点进行处理，建立迭代起点表；
本实施例中，从源地址对所有的相关点进行“可视性”检测，即先判断源地址与相关点之间的直接连接是否不与任何相关区相交，然后再判断以该直接连接为矩形的对角线，以库区的平行线为矩形的边线，源地址点、相关点所形成的矩形是否与禁行区不重叠。如附图4所示，锁区5的A顶点与目标地址点的直接连接为矩形的对角线，以库区的平行线为矩形的边线，源地址点、相关点所形成的红色矩形与锁区6有重叠，所以A点不予考虑；根据现场实际由点的位置、点之间的距离等因素设计评价函数：
value＝F1(P1,P2)*f1+F2(P1)*f2+F2(P2)*f3
其中，F1(P1,P2)为点P1、P2之间的距离，F2(P1)为点P1与出入口、人行通道的最短距离，F2(P2)为点P2与出入口、人行通道的最短距离。f1，f2，f3分别为F1，F2，F3的权值，当f1设为1，f2、f3设为0时，即为常见的只关注距离，不考虑安全系数的情况。对每一个“可视”的相关点，利用评价函数计算其评价值，并把带有评价值的相关点加入迭代起点表。在本实施例中，从源地址“可视”的相关点共有7个，且都不在迭代起点表中。以两点之间的绝对距离为评价函数，根据评价函数计算每个点的评价值后加入迭代起点表中。
S500：对迭代起点表进行启发式搜索，直到迭代起点表中包含目标地址；
本实施例中，对迭代起点表中的每一个迭代起点进行启发式搜索，搜索以深度优先进行，直到所有迭代起点完成搜索。在本实施例中，从迭代起点对所有相关点进行“可视性”检测，计算每一个“可视”相关点的评价值，若“可视”点不在迭代起点表中则加入迭代起点表；若“可视”点已经存在于迭代起点表中，则对比“可视”点与表内已存在点的评价值大小，取较小者存入迭代起点表并更新所有点的评价值。以深度优先方式逐步向目标地址搜索，直到所有迭代起点完成搜索。
S600：从目标地址回溯到源地址，得到最短运行路径及最短距离；
本实施例中，根据步骤5中搜索完成的迭代起点表，当表中不包含目标地址时，不存在从源地址到目标地址的路径，天车路径规划失败；当表中包含目标时，从目标地址回溯上一节点，再从上一节点回溯更上层节点直到源地址，行到的路径即为天车最优运行路径。在本实施中，从目标地址G回溯到顶点C，再回溯到顶点B，再回溯到顶点A，最后回溯到源地址S，从而得到天车的最优路径(S，A，B，C，G)，如附图5所示。
应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。
在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。
结合本文的实施例所描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或其组合。软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质连接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该ASIC可以位于用户终端中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户终端中。
对于软件实现，本申请中描述的技术可用执行本申请所述功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。这些软件代码可以存储在存储器单元并由处理器执行。存储器单元可以实现在处理器内，也可以实现在处理器外，在后一种情况下，它经由各种手段以通信方式耦合到处理器，这些都是本领域中所公知的。
上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。
Claims (6)
1.一种可应用于无人天车非直线运行的路径规划方法，其特征在于，包括：
S100.根据库区内锁区及人行通道区，获取禁行区表；
S200.根据天车运行的源地址、目标地址及禁行区表，建立相关区表；
S300.根据相关区表计算相关点；
S400.对从源地址“可视”的相关点进行处理，建立迭代起点表；具体为：从源地址对所有的相关点进行“可视性”检测，即先判断源地址与相关点之间的直接连接是否不与任何相关区相交，然后再判断以该直接连接为矩形的对角线，以库区的平行线为矩形的边线，源地址点、相关点所形成的矩形是否与禁行区不重叠；
S500.对迭代起点表进行启发式搜索，直到迭代起点表中包含目标地址；
S600：从目标地址回溯到源地址，得到最短运行路径及最短距离。
2.如权利要求1所述的一种可应用于无人天车非直线运行的路径规划方法，其特征在于，S100中，根据库区内锁区及人行通道区，获取禁行区表的具体方法为：根据库区内锁区及人行通道区的分布，以及业主对安全裕度的要求，对锁区及人行通道区进行扩展，得到天车运行的禁行区。
3.如权利要求1所述的一种可应用于无人天车非直线运行的路径规划方法，其特征在于，S200中，根据天车运行的源地址、目标地址及禁行区表，建立相关区表的具体方法为：根据天车运行的源地址、目标地址及禁行区表，构建源地址到目标地址的穿越线，所有与穿越线相交的禁行区加入相关区表；构建源地址到相关区顶点的穿越线，所有与穿越线相交的禁行区也加入相关区表；构建相关区顶点到目标地址的穿越线，所有与穿越线相交的禁行区也加入相关区表。
4.如权利要求3所述的一种可应用于无人天车非直线运行的路径规划方法，其特征在于，S300中，将S200中建立的相关区表，计算各区的顶点作为相关点，具体为：获取对应区域内锁区和人行通道所有顶点作为相关点，并对相关点以外的顶点进行去除。
5.根据权利要求1所述的一种可应用于无人天车非直线运行的路径规划方法，其特征在于：S500中，对迭代起点表中的每一个迭代起点进行启发式搜索，搜索以深度优先进行，直到所有迭代起点完成搜索。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的天车运行路径的规划方法，其特征在于：存在从源地址到目标地址的路径，天车路径规划失败；当表中包含目标时，从目标地址回溯上一节点，再从上一节点回溯更上层节点直到源地址，行到的路径即为天车最优运行路径。
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|---|---|---|---|---|
| CN116374834A (zh) * | 2023-06-05 | 2023-07-04 | 合肥晶合集成电路股份有限公司 | 天车传输路径的智能规划方法、其装置以及其系统 |
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2022
- 2022-04-18 CN CN202210403880.1A patent/CN115014345A/zh not_active Withdrawn
Cited By (2)
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| CN116374834A (zh) * | 2023-06-05 | 2023-07-04 | 合肥晶合集成电路股份有限公司 | 天车传输路径的智能规划方法、其装置以及其系统 |
| CN116374834B (zh) * | 2023-06-05 | 2023-08-01 | 合肥晶合集成电路股份有限公司 | 天车传输路径的智能规划方法、其装置以及其系统 |
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