CN106556406B - 多agv调度方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多AGV调度方法，属于导航与控制技术领域。本发明提出的调度***，调度多个AGV在导航过程自动消除冲突，完成任务。该调度***读取建立的双向路径文件，建立搜索AGV行走路径的拓扑地图，接收到任务信息后，选取AGV完成任务，在为AGV搜索路径时，消除AGV之间的相向冲突；AGV行走过程中，对所有AGV的路径节点加入了时间窗，依靠时间区间消除节点冲突与追击冲突，提高AGV的运行效率。

Description

多AGV调度方法
技术领域
本发明涉及导航与控制技术领域，具体涉及一种多AGV调度方法。
背景技术
AGV(Automated Guided Vehicle，自主导引行驶车)调度***接收任务、配发任务、调度多个AGV完成任务。在AGV自主导航过程中，***需要控制AGV的等待和行驶，消除交通堵塞，调度***的性能关系到***的效率、灵活性和稳定性。如今，AGV自主导航过程中，路径固定并以单向为主，而且路径之间的交叉点较少，导致AGV使用现场的场地利用率低，AGV效率低下。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何在为AGV搜索路径时消除相向冲突、节点冲突与追击冲突，提高AGV行驶效率。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种多AGV调度方法，包括以下步骤：
S1、先根据现场环境，绘制AGV行走的所有路径，所述路径由路径节点组成，然后在地图内，制作AGV行走的双向路径文件；双向路径文件由连续的节点组成，一个双向路径文件代表一条路径，包含一条路径上所有节点的坐标与识别号ID，坐标与ID一一对应，且具有唯一性；
S2、批量读取所有的双向路径文件，形成搜索AGV行走路径的拓扑地图，此时能在拓扑地图内搜索AGV当前节点到任意目标节点的最短路径；
S3、接收到任务后，选择一AGV a，为该AGV a搜索最短路径，按照最短路径自动导航行驶到目标位置，完成任务；在为该AGV a搜索路径时，在拓扑地图内，清除所有其它AGV从目标位置到当前位置的路径的节点关系，以避免相向冲突，AGV a行驶到目标位置后，恢复删除的节点关系；
并按照以下方式消除节点冲突：所有被调度的AGV进行了时间同步，在为所有AGV搜索路径完成后，依据所有AGV的当前位置、行驶的速度和路径节点间的长度，对所有AGV行驶路径上从当前位置节点到后M个路径节点增加时间窗，时间窗包含有到达节点的时刻和离开节点的时刻，在导航行驶过程中，判断所有AGV有时间窗的节点中是否有相同节点，相同节点之间的时间窗是否有交集，有交集则判断是冲突节点；若出现节点冲突点，先到达冲突节点的AGV先通过冲突节点，后到达冲突节点的AGV等待，时间窗交集消失，节点冲突消除，等待的AGV开始运动；
还按照以下方式消除追击冲突：追击冲突下，各AGV以相同速度行驶，追击节点的时间窗没有交集，不会形成堵塞；一旦被追击的AGV减速或者转动，追击节点上的时间窗出现交集，此时向追击AGV发送停止指令，节点时间窗上的交集消失，碰撞警告消除，向追击的AGV发送运动指令。
优选地，步骤S3中，按照以下方式避免相向冲突：
S31、定义正整数N，将所述其它AGN行驶路径的目标节点赋值给N；
S32、在拓扑地图内找到与N值相同的节点N2；
S33、确定其它AGN行驶路径中节点N的上一节点N1；
S34、删除拓扑地图内节点N2的子节点中与N1相同的节点，节点的相邻节点为子节点；
S35、判断N1与其他AGV当前位置是否相等，若是，则结束；否则将节点N1赋值给节点N，并返回步骤S32。
优选地，M＝3。
优选地，所述双向路径文件为xml格式文件。
(三)有益效果
本发明的方法中，建立双向路径文件，形成搜索AGV行走路径的拓扑地图，接收到任务信息后，选取AGV完成任务，在为AGV搜索路径时，消除AGV之间的相向冲突，提高了AGV的运行效率；在AGV行走过程中，对所有AGV的路径节点加入时间窗，依靠时间区间消除节点冲突与追击冲突，提高了AGV的运行效率。
附图说明
图1为AGV使用现场路径地图；
图2为清除拓扑地图中节点关系流程图；
图3为消除相向冲突示例图；
图4为节点冲突示例图；
图5为追击冲突示例图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明实施例提供了一种多AGV调度方法，包括以下步骤：
S1、先根据现场环境，绘制AGV行走的所有路径，所述路径由路径节点组成，如图1所示。然后在地图内，制作AGV行走的xml格式的双向路径文件；双向路径文件由连续的节点组成，一个双向路径文件代表一条路径，包含一条路径上所有节点的坐标(x,y)与识别号ID，坐标与ID一一对应，且具有唯一性；
S2、双向路径文件制作完成后，批量读取所有的双向路径文件，形成搜索AGV行走路径的拓扑地图，如图1所示，此时能在拓扑地图内搜索AGV当前节点到任意目标节点的最短路径；批量读取文件建立拓扑地图，因此双向路径文件增加，建立的拓扑地图更大；双向路径文件减少，拓扑地图相应的变小。
S3、接收到任务后，选择一AGV a，为该AGV a搜索最短路径，按照最短路径自动导航行驶到目标位置，完成任务；形成拓扑地图时，读取的是双向路径文件，因此道路上会出现AGV相向行驶，导致相向冲突而出现交通堵塞。本发明中，调度***在为AGV搜索路径时，为了避免相向冲突，在拓扑地图内，清除了所有其它AGV从目标位置到当前位置的路径的节点关系，因此搜索的路径避免了相向冲突，清除地图中的节点关系见图2所示。AGV行驶到目标位置后，恢复删除的节点关系，保证拓扑地图的完整性。
具体是按照以下方式避免相向冲突：
S31、定义正整数N，将所述其它AGN行驶路径的目标节点赋值给N；
S32、在拓扑地图内找到与N值相同的节点N2；
S33、确定其它AGN行驶路径中节点N的上一节点N1；
S34、删除拓扑地图内节点N2的子节点中与N1相同的节点；对于某一节点，其相邻节点定义为该节点的子节点；
S35、判断N1与其他AGV当前位置是否相等，若是，则结束；否则将节点N1赋值给节点N，并返回步骤S32。
图3是本实施例中消除相向冲突示意图，AGV2需要从⑤到①，AGV1作为所述其它AGV，行驶路径是从②到④的路径，即②→③→④，图2中所示流程的第一次循环时，N＝N2＝4,N1＝3,删除③，此时④不能到达③，但从③还能够到达④，第二次循环时，N＝N2＝3，N1＝2。AGV2需要从⑤到①，搜索AGV2的路径前，先删除拓扑地图内④到③和③到②的路径，于是，AGV2不能从④到③，因此AGV2最终行走路径是⑤→⑩→⑨→⑧→⑦→⑥→①，避免了相向冲突。
多台AGV在路径自主行驶时，会出现节点冲突和追击冲突。如图4所示，节点冲突中，AGV1从②自主运行到④，AGV2从⑥自主运行到⑦，冲突出现在③；追击冲突中，AGV2从④自主运行到⑥，AGV1从②自主运行到⑥，AGV1追击AGV2。自动导航行驶时，按照以下方式消除节点冲突：所有被调度的AGV进行了时间同步，在为所有AGV搜索路径完成后，依据所有AGV的当前位置、行驶的速度和路径节点间的长度，对所有AGV行驶路径上从当前位置节点到后3个路径节点增加时间窗，时间窗包含有到达节点的时刻和离开节点的时刻，在导航行驶过程中，判断所有AGV有时间窗的节点中是否有相同节点，相同节点之间的时间窗是否有交集，有交集则判断是冲突节点；若出现节点冲突点，先到达冲突节点的AGV先通过冲突节点，后到达冲突节点的AGV等待，时间窗交集消失，节点冲突消除，等待的AGV开始运动。图4所示的节点冲突中，AGV2先通过节点③。
自动导航行驶时，还按照以下方式消除追击冲突：如图5所示，追击冲突下，各AGV以相同速度行驶，追击节点的时间窗没有交集，不会形成堵塞；一旦被追击的AGV减速或者转动，追击节点上的时间窗出现交集，如果追击AGV继续以原速度行驶，会出现碰撞，此时向追击AGV发送停止指令，节点时间窗上的交集消失，碰撞警告消除，向追击的AGV发送运动指令。
因此，加入时间窗后，消除了AGV之间的节点冲突与追击冲突，提高了AGV运行的效率。
本发明消除多个AGV之间的冲突与AGV的数量无关，增加与减少AGV对***调度不产生影响，使***灵活性强。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种多AGV调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、先根据现场环境，绘制AGV行走的所有路径，所述路径由路径节点组成，然后在地图内，制作AGV行走的双向路径文件；双向路径文件由连续的节点组成，一个双向路径文件代表一条路径，包含一条路径上所有节点的坐标与识别号ID，坐标与ID一一对应，且具有唯一性；
S2、批量读取所有的双向路径文件，形成搜索AGV行走路径的拓扑地图，此时能在拓扑地图内搜索AGV当前节点到任意目标节点的最短路径；
S3、接收到任务后，选择一AGV a，为该AGV a搜索最短路径，按照最短路径自动导航行驶到目标位置，完成任务；在为该AGV a搜索路径时，在拓扑地图内，清除所有其它AGV从目标位置到当前位置的路径的节点关系，以避免相向冲突，AGV a行驶到目标位置后，恢复删除的节点关系；
并按照以下方式消除节点冲突：所有被调度的AGV进行了时间同步，在为所有AGV搜索路径完成后，依据所有AGV的当前位置、行驶的速度和路径节点间的长度，对所有AGV行驶路径上从当前位置节点到后M个路径节点增加时间窗，时间窗包含有到达节点的时刻和离开节点的时刻，在导航行驶过程中，判断所有AGV有时间窗的节点中是否有相同节点，相同节点之间的时间窗是否有交集，有交集则判断是冲突节点；若出现节点冲突点，先到达冲突节点的AGV先通过冲突节点，后到达冲突节点的AGV等待，时间窗交集消失，节点冲突消除，等待的AGV开始运动；
还按照以下方式消除追击冲突：追击冲突下，各AGV以相同速度行驶，追击节点的时间窗没有交集，不会形成堵塞；一旦被追击的 AGV减速或者转动，追击节点上的时间窗出现交集，此时向追击AGV发送停止指令，节点时间窗上的交集消失，碰撞警告消除，向追击的AGV发送运动指令。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，按照以下方式避免相向冲突：
S31、定义正整数N，将所述其它AGV行驶路径的目标节点赋值给N；
S32、在拓扑地图内找到与N值相同的节点N2；
S33、确定其它AGV行驶路径中节点N的上一节点N1；
S34、删除拓扑地图内节点N2的子节点中与N1相同的节点，节点的相邻节点为子节点；
S35、判断N1与其他AGV当前位置是否相等，若是，则结束；否则将节点N1赋值给节点N，并返回步骤S32。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，M＝3。
4.如权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，所述双向路径文件为xml格式文件。
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