CN109489671A - 一种agv机器人的路径规划方法、装置和*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种AGV机器人的路径规划方法、装置和***，方法包括：获取AGV机器人的状态信息，并判断AGV机器人的状态是否满足预设的通行条件；如果满足预设的通行条件，则从作业环境地图中确定第一定位点和第二定位点作为基准定位点；如果不满足预设的通行条件，则从作业环境地图中确定第一定位点作为基准定位点；将确定的所述基准定位点输入到路径规划算法中，得到输出的规划路径。由此，根据各AGV机器人的不同状态选择不同的基准定位点，利用选择的基准定位点进行路径规划，满足了不同状态下的AGV机器人的通行需求，增强了路径规划的灵活性，有利于AGV机器人效率提高。

Description

一种AGV机器人的路径规划方法、装置和***

技术领域

本发明涉及自动导引运输车AGV(Automated Guided Vehicle)技术领域，具体涉及AGV机器人的路径规划方法、装置和***。

背景技术

在目前的数字化车间、自动化物流车间内，AGV小车或称AGV机器人是一种能够在给定路径和场景信息布局中，完成指定运输任务的自动化运输设备，一个好的路径规划方案，不仅能够提高自动化生产效率，同时还能保证生产设备的利用率。现有技术的路径规划技术方案，大多从行驶方向考虑，利用路径规划算法生成AGV的最短路径，这些技术方案复杂度高并且不考虑AGV机器人自身的状态信息，比如两AGV机器人的状态不同但规划的路径相同，难以满足其通行需求。

发明内容

本发明提供了一种AGV机器人的路径规划方法、装置和***，在路径规划层面，根据AGV机器人的不同状态选择不同的基准定位点进行路径规划，从而能够满足不同状态的AGV机器人的通行需求，并一定程度上降低了计算复杂度。

根据本申请的一个方面，提供了一种AGV机器人的路径规划方法，包括：

获取AGV机器人的状态信息，并判断AGV机器人的状态是否满足预设的通行条件；

如果满足预设的通行条件，则从作业环境地图中确定第一定位点和第二定位点作为基准定位点；其中，第一定位点和第二定位点为所述作业环境地图包含的两种定位点，且第一定位点、第二定位点的指示通行信息的标识符不同；

如果不满足预设的通行条件，则从作业环境地图中确定第一定位点作为基准定位点；

将确定的所述基准定位点输入到路径规划算法中，得到输出的规划路径。

可选地，所述第一定位点为在对应位置上设置通道的通道点，所述第二定位点是在对应位置上放置货架的货位点；

所述从作业环境地图中确定第一定位点和第二定位点作为基准定位点包括：从作业环境地图中确定所述通道点和所述货位点作为基准定位点；

从作业环境地图中确定第一定位点作为基准定位点包括：从作业环境地图中确定所述通道点作为基准定位点。

可选地，所述获取AGV机器人的状态信息，并判断AGV机器人的状态是否满足预设的通行条件包括：

获取AGV机器人的指示装载有货物的第一状态信息以及未装载货物的第二状态信息，将第一状态信息与预设的未装载货物允许在货位点通行的条件进行比较，确定不满足预设的通行条件；

将第二状态信息与预设的未装载货物允许在货位点通行的条件进行比较，确定满足预设的通行条件。

可选地，所述获取AGV机器人的状态信息，并判断AGV机器人的状态是否满足预设的通行条件包括：

获取AGV机器人的高度状态信息，将高度状态信息与预设的不高于货架高度允许通行的条件进行比较，

当高度状态信息指示的高度值高于货架高度时，确定不满足预设的通行条件；

当高度状态信息指示的高度值不高于货架高度时，确定满足预设的通行条件。

可选地，将确定的所述基准定位点输入到路径规划算法中，得到输出的规划路径包括：

根据所述基准定位点的属性，对所述基准定位点进行筛选，将选出的基准定位点输入到路径规划算法中，得到输出的规划路径。

可选地，根据所述基准定位点的属性，对所述基准定位点进行筛选包括：

从作业环境地图中获取所述基准定位点的锁定属性当前的属性值；

将锁定属性当前的属性值为假的基准定位点作为选出的基准定位点。

可选地，该方法还包括：

根据所规划的路径行驶到当前路径节点时，判断当前路径节点的下一个路径节点是否被其它AGV机器人占用，

如果被占用，则在当前路径节点上等待；如果未被占用，行驶到下一个路径节点并将所述下一个路径节点的占用信息修改为占用返回修改后的占用属性给调度台。

可选地，该方法还包括：判断下一个路径节点是否被其它AGV机器人占用包括：

从调度台的工作环境地图中获取下一个路径节点对应的定位点的占用属性的属性值；

如果占用属性的属性值为假，确定下一个路径节点未被其它AGV机器人占用；

如果占用属性的属性值为真，确定下一个路径节点被其它AGV机器人占用。

根据本申请的另一个方面，提供了一种AGV机器人的路径规划装置，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间通过内部总线通讯连接，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的程序指令，所述程序指令被所述处理器执行时能够实现本申请一个方面所述的方法。

根据本申请的又一个方面，一种AGV机器人的路径规划***，包括：调度台，与所述调度台台交互的至少一个AGV机器人，

调度台中包括本申请的另一个方面所述的AGV机器人的路径规划装置，将规划路径发送给所述AGV机器人；

所述AGV机器人，将AGV机器人的状态信息发送至调度台；以及按照接收到的规划路径进行行驶。

应用本发明实施例的AGV机器人的路径规划方法、装置和***，获取AGV机器人的状态信息，并判断AGV机器人的状态是否满足预设的通行条件，如果满足则从作业环境地图中确定第一定位点和第二定位点作为基准定位点；如果不满足则从作业环境地图中确定第一定位点作为基准定位点，然后将基准定位点输入到路径规划算法中，得到规划路径。从而在路径规划层面，根据各AGV机器人的不同状态选择不同的基准定位点，利用选择的基准定位点进行路径规划，满足了不同状态下的AGV机器人的通行需求，并一定程度上降低了计算复杂度、增强了路径规划的灵活性，有利于AGV机器人效率的提高。

附图说明

图1是本发明一个实施例的AGV机器人的路径规划方法的流程图；

图2是本发明另一个实施例的AGV机器人的路径规划方法的流程示意图；

图3是本发明一个实施例的AGV机器人避障的流程图；

图4是本发明一个实施例的AGV机器人的路径规划装置的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的设计构思在于：针对现有技术中的路径规划方法大多从行驶方向出发利用路径规划算法规划机器人的最短路径，未区分机器人的状态，计算复杂，不能满足某些场景下机器人的通行需求的技术问题，提出一种AGV机器人的路径规划方案，该方案在路径规划层面，从定位点的属性出发，根据机器人的不同状态确定不同属性(比如指示货位点、通道点的属性)的定位点作为基准定位点输入到路径规划算法中进行处理，从而在路径规划时考虑了各AGV机器人的不同状态，满足了不同状态下的AGV机器人的通行需求，增强了灵活性，节约了资源，并降低了计算复杂度。

图1是本发明一个实施例的AGV机器人的路径规划方法的流程图，参见图1，本实施例的AGV机器人的路径规划方法包括下列步骤：

步骤S101，获取AGV机器人的状态信息，并判断AGV机器人的状态是否满足预设的通行条件；

步骤S102，如果满足预设的通行条件，则从作业环境地图中确定第一定位点和第二定位点作为基准定位点；

其中，第一定位点和第二定位点为所述作业环境地图包含的两种定位点，且第一定位点、第二定位点的指示通行信息的标识符不同；

步骤S103，如果不满足预设的通行条件，则从作业环境地图中确定第一定位点作为基准定位点；

步骤S104，将确定的所述基准定位点输入到路径规划算法中，得到输出的规划路径。

由图1所示可知，本发明实施例的AGV机器人的路径规划方法，获取机器人的状态信息，利用状态信息判断是否满足预设通行条件，根据不同判断结果确定不同的基准定位点，用于后续的路径规划，从路径规划的输入环节确定可用的定位点，保证了规划出的路径的准确性以及可靠性。另外，满足了不同状态下的AGV机器人的个性化通行需求，解决了两个AGV机器人的状态不同，规划出的路径相同的问题，提高了机器人工作的效率，节省了资源并降低了复杂度。

实际应用中，AGV机器人的工作环境、自身的信息都是一定且可以获知的，应当根据作业环境、具体需求设定预设的通行条件。在一个实施例中，以设定的通行条件为未装载货物允许在货位点通行的条件为例对本发明实施例的AGV机器人的路径规划方法的实现步骤进行说明。

这里设定的通行条件考虑到机器人载货后通过货架时，其承载的货物可能被货架挂翻、跌落等事故，所以预先设定未装载货物的机器人允许在货位点通行，装载货物的机器人不允许在货位点通行。基于此，本实施例中将作业环境地图中的两种定位点，即，第一定位点和第二定位点分别设定为在对应位置上设置通道的通道点，以及在对应位置上放置货架的货位点。具体实现时，构建的作业环境地图中每个定位点都有一个标识符，该标识符有两种取值，例如为真和假，当为真(或为1)时表示该定位点是货位点，当为假(或为0)时，表示该定位点是通道点，后续根据点的唯一标识符区分是否输入到路径规划算法中。

参见图2，流程开始，设定路径规划需求，执行步骤S201。

步骤S201，是否需要货架下通行，需要执行步骤S202，不需要执行步骤S203，

这里是对通行需求的一个判断，具体的判断过程比如是：获取AGV机器人的指示装载有货物的第一状态信息以及未装载货物的第二状态信息，将第一状态信息与预设的未装载货物允许在货位点通行的条件进行比较，确定不满足预设的通行条件；将第二状态信息与预设的未装载货物允许在货位点通行的条件进行比较，确定满足预设的通行条件。

在本发明的其他实施例中，通行条件不限于前述未装载货物允许在货位点通行的条件，也可以设置为不高于货架高度允许通行的条件，相应的这里的判断将改为：获取AGV机器人的高度状态信息，将高度状态信息与预设的不高于货架高度允许通行的条件进行比较，当高度状态信息指示的高度值高于货架高度时，确定不满足预设的通行条件；当高度状态信息指示的高度值不高于货架高度时，确定满足预设的通行条件。

步骤S202，所有点数据；

如果步骤S201中的判断结果为需要在货架下通行，则获取作业环境地图中所有定位点的数据。这里的所有点数据是构建的地图中所有可用的定位点的数据，接上例，定位点包括货位点和通道点，那么这里的所有点数据则是指全部的货位点和通道点，也就是说，作业环境中货位点对应的位置机器人也可以通行(这种情况下机器人从货架底部穿过)。

步骤S204，lock属性；

本步骤中是在将基准定位点(即步骤S202中的确定的所有点数据)输入到路径规划算法中之前，根据基准定位点的属性，对所述基准定位点进行筛选，将选出的基准定位点输入到路径规划算法中，得到输出的规划路径。

筛选的一种实现方式例如，从作业环境地图中获取所述基准定位点的锁定属性当前的属性值，将锁定属性当前的属性值为假的基准定位点作为选出的基准定位点。

本步骤即是判断步骤S202中确定的所有点数据的lock属性。需要说明的是，本发明实施例中，在初始化解析地图数据后，为每个定位点附加lock属性，lock属性为False即可以被输入到路径规划算法中，lock属性为True则为锁定状态，不输入到路径规划算法中。

步骤S206，路径规划算法；

这里，将lock属性为False的基准定位点输入到路径规划算法中，运行路径规划算法进行处理，即可得到输出的规划路径。

步骤S203，不含货位标识的点数据；

与前述步骤S202中获取所有点数据不同，在本步骤中是根据不需要在货架下通行的判断结果，获取不含货位标识的点数据，即，仅仅地图的定位点中那些通道点，将货位点排除，从而既降低了计算的复杂度，节省了资源也保证了规划的路径更具有实用性和灵活性，满足实际需求。

由于本实施例中作业环境地图中的定位点被分为货位点和通道点两类，所以这里的不含货位标识的点数据，即是指通道点数据，以满足作业环境中货位点对应的位置机器人不允许通行的需求。

步骤S205，lock属性，

本步骤即是判断步骤S203中确定的点的lock属性。判断过程与前述步骤S204中相似，可以参见前述步骤S204中的相关说明，此处不再赘述。

步骤S207，路径规划算法；

本步骤即是将步骤S205中确定的lock属性为False的点输入到路径规划算法中，并运行路径规划算法，即可得到输出规划路径。

至此，本实施例中根据机器人的状态不同，获取不同的地图点数据，并基于获取的点数据进行路径规划，满足了不同状态的机器人的通行需求，节约了资源，降低了复杂度并且通过设置lock属性，将异常的定位点锁定不参与路径规划，解决一旦某个定位点发生异常时该点不允许通行导致机器人重新规划路径、或等待超时等问题。

在本发明的一个实施例中，还提出了解决和规避多AGV机器人之间碰撞的手段，其实现原理是：为作业环境地图上的每个定位点设置占用属性比如road_car属性，当一个AGV从规划的路径上的一个点开始出发行驶时，即在地图数据中将该点的road_car属性更改为真(True)，其他AGV不能从此点通过，否则为假(False)，其他AGV机器人可通行，如此在作业环境地图的定位点的层面上防止AGV机器人碰撞，使AGV机器人有序行进。

具体的，当根据所规划的路径行驶到当前路径节点时，判断当前路径节点的下一个路径节点是否被其它AGV机器人占用，如果被占用，则在当前路径节点上等待；如果未被占用，行驶到下一个路径节点并将所述下一个路径节点的占用信息修改为占用返回修改后的占用属性给调度台。判断下一个路径节点是否被其它AGV机器人占用的一种实现方式例如是：从调度台的工作环境地图中获取下一个路径节点对应的定位点的占用属性的属性值；如果占用属性的属性值为假，确定下一个路径节点未被其它AGV机器人占用；如果占用属性的属性值为真，确定下一个路径节点被其它AGV机器人占用。

参见图3，AGV按照规划的路径从点出发，执行步骤S301，进入准备出发状态；在进入准备出发状态时执行步骤S302。

步骤S302，前方点road_car属性，为真，则返回执行步骤S301，为假则执行步骤S303；

即判断前方点的road_car属性值，这里的前方点例如是AGV机器人当前所在的路径节点的下一个路径节点，以避免过早判断路径节点的占用情况，可能影响其他AGV机器人的通行效率。如果下一个路径节点的占用属性值为真True，表示被占用，则返回步骤S301，进入准备出发状态继续等待，这里为了避免过长时间的等待影响任务执行，可以设定等待时间阈值，超时则重新规划路径。如果下一个路径节点的占用属性值为假False，表示未被占用即可以通行，则执行步骤S303。

步骤S303，将AGV出发点的road_car属性更改为True后开始行驶。

当判断出下一个路径节点的属性值为假False时则出发到达下一个路径节点，并将出发点(即下一个路径节点)的road_car属性更改为True，以表明该AGV机器人将占用出发点。

由上可知，本发明实施例的AGV机器人避障方式，通过为定位点设置占用属性，并根据各AGV机器人对规划的路径上的定位点占用信息修改占用属性点的值，实现了同一个定位点供不同的AGV机器人分时占用的效果，允许不同机器人的路径交叉的情况下，避免了AGV机器人碰撞，满足了应用需求。

与前述AGV机器人的路径规划方法同属于一个技术构思，本发明实施例还提供了AGV机器人的路径规划装置，图4是本发明一个实施例的AGV机器人的路径规划装置的结构框图，参见图4，该AGV机器人的路径规划装置400包括存储器401和处理器402，存储器401和处理器402之间通过内部总线403通讯连接，存储器401存储有能够被处理器402执行的程序指令，程序指令被处理器402执行时能够实现上述的AGV机器人的路径规划方法。

此外，上述的存储器401中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

本发明实施例还提供了一种AGV机器人的路径规划***，包括：调度台，与所述调度台台交互的至少一个AGV机器人，调度台中包括图4所示的AGV机器人的路径规划装置，将规划路径发送给所述AGV机器人；所述AGV机器人，将AGV机器人的状态信息发送至调度台；以及按照接收到的规划路径进行行驶。

这里的调度台例如是云端的调度服务器，通过调度服务器对作业环境中的各AGV机器人分派任务，规划路径并控制任务的执行等，提高AGV机器人的工作效率。

基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本发明的另一个实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储计算机指令，计算机指令使所述计算机执行上述的方法。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图的一个流程或多个流程和/或方框图的一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

需要说明的是术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而能够理解的是，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本发明公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，正如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种AGV机器人的路径规划方法，其特征在于，包括：

获取AGV机器人的状态信息，并判断AGV机器人的状态是否满足预设的通行条件；

如果满足预设的通行条件，则从作业环境地图中确定第一定位点和第二定位点作为基准定位点；其中，第一定位点和第二定位点为所述作业环境地图包含的两种定位点，且第一定位点、第二定位点的指示通行信息的标识符不同；

如果不满足预设的通行条件，则从作业环境地图中确定第一定位点作为基准定位点；

将确定的所述基准定位点输入到路径规划算法中，得到输出的规划路径。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一定位点为在对应位置上设置通道的通道点，所述第二定位点是在对应位置上放置货架的货位点；

所述从作业环境地图中确定第一定位点和第二定位点作为基准定位点包括：从作业环境地图中确定所述通道点和所述货位点作为基准定位点；

从作业环境地图中确定第一定位点作为基准定位点包括：从作业环境地图中确定所述通道点作为基准定位点。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取AGV机器人的状态信息，并判断AGV机器人的状态是否满足预设的通行条件包括：

获取AGV机器人的指示装载有货物的第一状态信息以及未装载货物的第二状态信息，

将第一状态信息与预设的未装载货物允许在货位点通行的条件进行比较，确定不满足预设的通行条件；

将第二状态信息与预设的未装载货物允许在货位点通行的条件进行比较，确定满足预设的通行条件。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取AGV机器人的状态信息，并判断AGV机器人的状态是否满足预设的通行条件包括：

获取AGV机器人的高度状态信息，

将高度状态信息与预设的不高于货架高度允许通行的条件进行比较，

当高度状态信息指示的高度值高于货架高度时，确定不满足预设的通行条件；

当高度状态信息指示的高度值不高于货架高度时，确定满足预设的通行条件。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将确定的所述基准定位点输入到路径规划算法中，得到输出的规划路径包括：

根据所述基准定位点的属性，对所述基准定位点进行筛选，将选出的基准定位点输入到路径规划算法中，得到输出的规划路径。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述基准定位点的属性，对所述基准定位点进行筛选包括：

从作业环境地图中获取所述基准定位点的锁定属性当前的属性值；

将锁定属性当前的属性值为假的基准定位点作为选出的基准定位点。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

根据所规划的路径行驶到当前路径节点时，判断当前路径节点的下一个路径节点是否被其它AGV机器人占用，

如果被占用，则在当前路径节点上等待；如果未被占用，行驶到下一个路径节点并将所述下一个路径节点的占用信息修改为占用返回修改后的占用属性给调度台。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法还包括：判断下一个路径节点是否被其它AGV机器人占用包括：

从调度台的工作环境地图中获取下一个路径节点对应的定位点的占用属性的属性值；

如果占用属性的属性值为假，确定下一个路径节点未被其它AGV机器人占用；

如果占用属性的属性值为真，确定下一个路径节点被其它AGV机器人占用。

9.一种AGV机器人的路径规划装置，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间通过内部总线通讯连接，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的程序指令，所述程序指令被所述处理器执行时能够实现权利要求1-8任一项所述的方法。

10.一种AGV机器人的路径规划***，包括：调度台，与所述调度台台交互的至少一个AGV机器人，

调度台中包括如权利要求9所述的AGV机器人的路径规划装置，将规划路径发送给所述AGV机器人；

所述AGV机器人，将AGV机器人的状态信息发送至调度台；以及按照接收到的规划路径进行行驶。