一种AGV交通局部区域管制的方法

摘要

本发明公开了一种AGV交通局部区域管制的方法，包括以下步骤：设置管制区域；根据管制区域动态规划AGV路径；管制区域变动后实时更新AGV路径。上述技术方案通过在上位机软件中交互式的框选管制区域，对管制区域内的AGV路径进行动态权重调整，AGV根据路径权重自动做出绕路或者在管制区域外等待的行为，使得AGV的路径规划非常符合人类驾驶车辆的行为，并且AGV更显智能，能快速做出最恰当的避让或等待行为，保障了物流系统的顺畅以及人员的安全。

说明书

技术领域

本发明涉及AGV交通技术领域，尤其涉及一种AGV交通局部区域管制的方法。

背景技术

在工业物流和仓储物流系统中，基于AGV(Automated Guided Vehicle自动导引车)的自动化搬运是非常重要的组成部分。AGV根据物流业务需求，接受调度系统的任务指派在不同的库位间穿行，并受到交通管理系统管制不断的选择合适的运动路径。

在物流系统的运作过程中，经常会出现施工改造、设备维修等情况，这个时候AGV的运行路径会受到影响，原本能通行的路段需要被关闭，已经进入管制路段的AGV要停止运行或者尽快驶离，其它未进入管制路段的AGV要绕行或者在管制路段外面停车等待。这个跟人类在马路上开车类似，当出现道路维修或者交通事故时，交通部门会对局部的道路进行封闭管控。同样的，AGV的交通管理系统也要有措施能够对局部道路进行管制。一般的物流系统中，这种局部的路段管制是纯人力介入，工人对管制区域进行封堵，对进入管制区域的AGV进行拦截和驱离。

有资料显示，现有技术通常采用人工介入的方式来解决管制区域和AGV交通的矛盾，AGV不知道路段被管制，能绕路的情况下不会绕路，不应该进入管制区域的情况下也会进入，会导致AGV正常物流作业受到影响，而且存在安全隐患。

中国专利文献CN107992053B公开了一种“AGV交通管制方法和AGV交通管制系统”。采用的方法包括以下步骤：调度系统生成AGV的运动路线；调度系统根据AGV所处当前站点的标志点和运动路线判断下一个站点是否为终点；在判断下一个站点不是终点的情况下，调度系统判断下一个站点的状态是否空闲；以及在判断下一个站点的状态为空闲的情况下，调度系统指示AGV向下一个站点行进。上述技术方案仅考虑行进点之间的最快路线，难以在行进过程中根据路径权重自动做出绕路或者在管制区域外等待的行为。

发明内容

本发明主要解决原有的技术方案难以在行进过程中根据路径权重自动做出绕路或者在管制区域外等待的行为技术问题，提供一种AGV交通局部区域管制的方法，通过在上位机软件中交互式的框选管制区域，对管制区域内的AGV路径进行动态权重调整，AGV根据路径权重自动做出绕路或者在管制区域外等待的行为，使得AGV的路径规划非常符合人类驾驶车辆的行为，并且AGV更显智能，能快速做出最恰当的避让或等待行为，保障了物流系统的顺畅以及人员的安全。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明包括以下步骤：

S1设置管制区域；

S2根据管制区域动态规划AGV路径；

S3管制区域变动后实时更新AGV路径。

通过在上位机软件中交互式的框选管制区域，对管制区域内的AGV路径进行动态权重调整，AGV根据路径权重自动做出绕路或者在管制区域外等待的行为，使得AGV的路径规划非常符合人类驾驶车辆的行为，并且AGV更显智能，能快速做出最恰当的避让或等待行为，保障了物流系统的顺畅以及人员的安全。

作为优选，所述的步骤S1具体包括，将地图上的管制区域框选出来，并且设置成禁入区域或禁行区域。禁入区域管制，AGV不允许进入管制区域，管制区域内的AGV要尽快驶离；禁行区域管制，AGV不允许进入管制区域，管制区域内的AGV要尽快停车以保障人员安全。

作为优选，所述的步骤S2具体包括：

S2.1根据路径规划算法进行初始路径规划；

S2.2引入管制区域影响路径规划的机制进行路径调整。

路径总代价指的是通过的每一条路径的代价之和，默认情况下每条路径的代价等于路线的长度。

作为优选，所述的步骤S2.1具体包括，基于任务起点和任务终点，以路径可连通为前提，以路径总代价最小为原则搜索AGV运行的完整路径，采用常规的A*或Dijstra算法进行路径规划。

作为优选，所述的步骤S2.2具体包括：

S2.21修改管制区域内路径代价；

S2.22对规划的路径进行进一步管制。

因为完整路径必须是具有连通性的，且总代价最小，所以可以选择两种方式影响路径规划：一种是直接把管制区域内的路径切断，让路径失去连通性；另外一种是修改管制区域内路径的代价，把路径代价加的很大，通过修改路径代价影响路径规划。本文采用修改管制区域内路径代价的方式。原因是切断路径的方案有以下缺点：1)直接切断管制区域内的路径，那么如果有AGV在禁入区域，那么AGV无法搜索出驶离区域的路径；2)如果穿过管制区域是AGV到达目标点的唯一途径，那么切断路径后，路径规划算法无法判断为什么到达不了目的地，AGV将因为路径规划失败而失去所有路径。采用加大管制区域内路径代价的方式，有以下优点：1)如果AGV在禁入区域内，那么它仍然能够搜索出驶离区域的路径；2)如果AGV到达目标点有不通过管制区域的选择，因为绕过管制区域的路径代价更小，所以它会规划出绕过管制区域的路径；如果穿过管制区域是到达目标点的唯一途径，那么它仍然能规划出穿过管制区域的路径，而不至于失去所有路径。

作为优选，所述的步骤S2.21具体包括，修改管制区域内路径的代价，把管制区域内路径代价修改为远大于一般路径代价的值，通过修改路径代价影响路径规划，以确保能够绕过管制区域时，路径规划算法优先规划出绕路的路径。

作为优选，所述的步骤S2.22若修改管制区域路径代价并规划路径后，规划的路径依然穿过了管制区，则对路径进一步做管制，具体包括：

对于起点在禁入区域内的路径继续保持，不做处理，确保AGV能够驶离禁入区域；

对于起点不在禁入区域内，但是路径穿过了管制区域的路径，去除穿过管制区域及后续路径，只保留起点到管制区域前的路径，确保AGV能够运行到管制区域前停车，待管制解除后继续运行；

对于起点在禁行区域内的路径，全部去掉，确保AGV直接停车。

作为优选，所述的步骤S3具体包括，如果管制区域状况解除后，去除设置的管制区域，将管制区域内路径的代价与管制区域外代价统一，并且取消区域内路径的相关管控，AGV按初始路径规划行驶。

本发明的有益效果是：通过在上位机软件中交互式的框选管制区域，对管制区域内的AGV路径进行动态权重调整，AGV根据路径权重自动做出绕路或者在管制区域外等待的行为，使得AGV的路径规划非常符合人类驾驶车辆的行为，并且AGV更显智能，能快速做出最恰当的避让或等待行为，保障了物流系统的顺畅以及人员的安全。

附图说明

图1是本发明的一种流程图。

图2是本发明的一种管制区域示意图。

图3是本发明的一种引入管制区域影响路径规划的机制后路径变化图。

图4是本发明的一种可驶离管制区域的情况示意图。

图5是本发明的一种唯一路径穿过管制区域的情况示意图。

图6是本发明的一种在管制区域内停车的情况示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种AGV交通局部区域管制的方法，如图1所示，包括以下步骤：

S1设置管制区域，具体包括，如图2所示，将地图上的管制区域框选出来，并且设置成禁入区域或禁行区域。基于AGV的物流系统中，在运营过程中，经常会遇到施工改造、设备维修等状况，这种情况下需要对局部区域进行交通管制，以确保人员的安全以及AGV做出最聪明的避让行为，一般管制分为两类：1)禁入区域管制，AGV不允许进入管制区域，管制区域内的AGV要尽快驶离；2)禁行区域管制，AGV不允许进入管制区域，管制区域内的AGV要尽快停车以保障人员安全。

S2根据管制区域动态规划AGV路径，具体包括：

S2.1根据路径规划算法进行初始路径规划，基于任务起点和任务终点，以路径可连通为前提，以路径总代价最小为原则搜索AGV运行的完整路径，采用常规的A*或Dijstra算法进行路径规划。路径总代价指的是通过的每一条路径的代价之和，默认情况下每条路径的代价等于路线的长度。

S2.2引入管制区域影响路径规划的机制进行路径调整，如图3所示，没有设置禁行区域前，AGV的路径是内部更短的路径；设置禁行区域后，因为禁行区域内路径代价加了很大，所以规划出了外面绕大圈的路径。具体包括：

S2.21修改管制区域内路径代价，具体包括，修改管制区域内路径的代价，把管制区域内路径代价修改为远大于一般路径代价的值，通过修改路径代价影响路径规划，以确保能够绕过管制区域时，路径规划算法优先规划出绕路的路径。

因为完整路径必须是具有连通性的，且总代价最小，所以可以选择两种方式影响路径规划：一种是直接把管制区域内的路径切断，让路径失去连通性；另外一种是修改管制区域内路径的代价，把路径代价加的很大，通过修改路径代价影响路径规划。

本申请采用修改管制区域内路径代价的方式。原因是切断路径的方案有以下缺点：1)直接切断管制区域内的路径，那么如果有AGV在禁入区域，那么AGV无法搜索出驶离区域的路径；2)如果穿过管制区域是AGV到达目标点的唯一途径，那么切断路径后，路径规划算法无法判断为什么到达不了目的地，AGV将因为路径规划失败而失去所有路径。

采用加大管制区域内路径代价的方式，有以下优点：1)如果AGV在禁入区域内，那么它仍然能够搜索出驶离区域的路径；2)如果AGV到达目标点有不通过管制区域的选择，因为绕过管制区域的路径代价更小，所以它会规划出绕过管制区域的路径；如果穿过管制区域是到达目标点的唯一途径，那么它仍然能规划出穿过管制区域的路径，而不至于失去所有路径。

S2.22对规划的路径进行进一步管制。若修改管制区域路径代价并规划路径后，规划的路径依然穿过了管制区，则对路径进一步做管制，具体包括：

如图4所示，对于起点在禁入区域内的路径继续保持，不做处理，确保AGV能够驶离禁入区域；因为管制区域设置的是禁入，虽然区域内的路径代价加了很大，但是因为AGV的起点在区域内，它仍然能够规划出驶离区域到点终点的路径。

如图5所示，对于起点不在禁入区域内，但是路径穿过了管制区域的路径，去除穿过管制区域及后续路径，只保留起点到管制区域前的路径，确保AGV能够运行到管制区域前停车，待管制解除后继续运行；因为AGV的唯一路径穿过了管制区域，路径规划仍然能够搜索出到达终点的路径，但是穿过管制区域的部分会被交通管理模块去掉，所以AGV仍然能够获取到从起点到停靠点(管制区域前面)的路径。

如图6所示，对于起点在禁行区域内的路径，全部去掉，确保AGV直接停车。AGV的起点在禁行区域内，虽然能够规划出从起点到终点的路径，但是交通管制模块会去掉所有路径，直接让AGV在禁行区域内停车。

S3管制区域变动后实时更新AGV路径。具体包括，如果管制区域状况解除后，去除设置的管制区域，将管制区域内路径的代价与管制区域外代价统一，并且取消区域内路径的相关管控，AGV按初始路径规划行驶。