仓储物流环境下的完整性多AGV调度方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种仓储物流环境下的完整性多AGV调度方法及系统，包括：在调度系统正常运行时采用的正常运行时多AGV调度方法、在调度系统失效时采用的失效时多AGV调度方法，以及在调度系统失效恢复后采用的失效恢复后多AGV调度方法。本发明专利技术以完成时间最短优化AGV的轨迹，提高了系统的效率，同时，针对AGV可能会出现的失效情况进行了考虑，对于AGV失效后正常AGV进行了轨迹的重规划，保证了系统的长期正常有效运行，提高了自动导引车调度系统的自动化水平、运作效率及其可靠性。

【技术实现步骤摘要】
仓储物流环境下的完整性多AGV调度方法及系统
本专利技术涉及调度
，具体地，涉及仓储物流环境下的完整性多AGV调度方法及系统。
技术介绍
自动导航车(AutomatedGuidedVehicle，简称AGV)是无人驾驶的搬运车，通过自有的自动装卸机构和导航装置，可实现物品搬运和装卸过程的全自动化。其自身的自动导航系统保证AGV无需人工牵引就能自动行驶，将存放货物的货架从停放位置(起始点)送至操作台(目的地)。AGV调度系统是一种效率高、安全性高、自动化程度高的物流运输系统，相对传统物流运输，其对人的依赖程度大大降低，极大的减少了人力成本。除此之外，AGV运输系统还使物流运输更加流程化，有效的提高了运输效率。更加重要的是，在一些特殊物料(有毒化学原料，放射性原料)的运输过程中，以AGV为运输载体，减少了人接触有害物质的机会，加强了对工作人员的保护，使整个运输过程更加安全，另外，AGV的灵活性也使其相较传统运输工具占用空间更小，这可以有效地提高空间利用率，减少用地耗费成本。以上几点充分说明，AGV运输系统相较传统运输方式有着诸多优势，可以预见，在不久的将来，AGV运输系统将进入快速发展的阶段，甚至有可能完全取代传统物流运输模式，前景不可限量。AGV运输系统可以广泛的应用在码头货物运输，仓库物流运输，生产车间物流运输等众多场所，可以大大提高物流运输效率，经济效益显而易见。AGV是整个系统进行物流运输的载体，其以电能为能源，能够根据调度指令进行相关寻径的功能，与上位机调度系统进行协作，共同完成运输任务。实际工程应用中的多AGV仓储系统属于复杂的动态、多目标离散系统，当地图密度越高且AGV数量越多时，AGV出现大量延迟等待的几率也越高。实现在不确定环境中多AGV之间相互协调合作减少出入库等操作任务执行时发生的冲突，成为较为重要的实际目标。在公开号为CN106556406A的专利技术专利中，提出了一种多AGV调度方法，此专利技术提出的调度系统，调度多个AGV在导航过程自动消除冲突，完成任务。此专利技术存在一些不足，提出的算法对于AGV的规划在搜索路径时，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，这样的策略会导致AGV规划解空间变小，可行解减少，不利于仓库中AGV的有效调度；同时，该调度算法并未考虑到调度系统中出现AGV失效等异常情况，算法的鲁棒性不高，并不适用于系统的长期有效运行。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种仓储物流环境下的完整性多AGV调度方法及系统。根据本专利技术提供的一种仓储物流环境下的完整性多AGV调度方法，包括：在调度系统正常运行时采用的正常运行时多AGV调度方法、在调度系统失效时采用的失效时多AGV调度方法，以及在调度系统失效恢复后采用的失效恢复后多AGV调度方法。较佳的，所述正常运行时多AGV调度方法根据当前调度系统中是否存在新任务决定是否调用，当存在新任务时，调用所述正常运行时多AGV调度方法，采用基于时间窗的动态路径规划方法，对当前接到新任务的AGV进行无冲突无死锁的轨迹规划；所述失效时多AGV调度方法根据当前调度系统是否发生失效决定是否调用，当存在失效时，调用所述失效时多AGV调度方法，采用基于时间窗的局部轨迹调整方法，具体包括：判别受影响AGV、计算受影响AGV优先级、搜索局部可调整路径、局部调整路径的时间窗规划、规划失败后的停靠点选取以及移除无效时间窗；所述失效恢复后多AGV调度方法根据当前调度系统失效AGV是否恢复正常决定是否调用，当恢复正常后，调用所述失效恢复后多AGV调度方法，采用基于时间窗的动态路径规划方法，对恢复正常的AGV进行无冲突无死锁的轨迹规划。较佳的，所述正常运行时多AGV调度方法或所述失效恢复后多AGV调度方法根据任务起点与终点规划K条最短路径，对K条最短路径采用基于时间窗的动态规划算法进行规划，当K条最短路径规划完毕后，根据优化目标为完成时间最短选择出最优规划策略。较佳的，所述基于时间窗的动态路径规划方法包括：根据当前AGV计算的当前计算路径中的节点初始化该节点的时间窗占用时间；根据每个节点的前一个节点的离开时间以及当前节点上的已有时间窗序列，依据时间窗之间没有冲突的原则，插入当前AGV的当前节点的时间窗；再将当前规划路径相邻两节点的时间窗连接，即把前一节点时间窗的离开时间延长等于后一节点的进入时间；所有节点连接完毕后判断当前路径中节点的时间窗是否与其余AGV的时间窗有交叉，若有交叉，则记录发生交叉处，重新进行时间窗的插入，重复连接以及交叉检测，直至规划的时间窗无冲突。较佳的，所述判别受影响AGV包括：根据失效AGV当前位置和调度系统中所有正在执行任务的AGV已规划的轨迹来进行判断，若失效AGV的位置位于某AGV规划的未行驶轨迹上，那么此AGV即判断为受影响AGV；所述计算受影响AGV优先级包括：优先级的高低与发生失效时刻距离规划到达失效AGV所在位置的时刻的大小成反比，即当前时刻距离规划到达失效AGV所在位置的时刻越近，受影响AGV的优先级越高。较佳的，所述失效时多AGV调度方法根据计算出的受影响AGV优先级依次规划每辆AGV，对于当前正在规划的AGV采用基于Dijkstra算法的K最短路径算法在局部区域内为当前AGV搜索K条最短路径，采用基于时间窗的局部轨迹调整方法进行调整。较佳的，所述基于时间窗的局部轨迹调整方法包括：在规划时保证局部调整路径的起始节点的进入时间和终止节点的离开时间与未失效前规划的这两个时刻相等；根据当前AGV计算的当前局部调整路径中的节点初始化该节点的时间窗占用时间；判断终止节点的时间窗能否插入，若不能插入，则该条局部路径规划失败，进入下一条局部路径的规划，若能插入，则继续插入局部路径中其余节点的时间窗；插入完后对局部路径上的所有节点进行时间窗的连接，即把前一节点时间窗的离开时间延长等于后一节点的进入时间；所有节点连接完毕后判断当前路径中节点的时间窗是否与其余AGV的时间窗有交叉，若有交叉，则记录发生交叉处，重新进行时间窗的插入，重复连接以及交叉检测的步骤，直至规划的时间窗无冲突；若规划过程中始终无法找到正确的插入位置则表明时间窗规划失败。较佳的，所述规划失败后的停靠点选取包括：当K条搜索到的最短路径在时间窗规划失败后，当前AGV根据未失效前规划轨迹未行驶部分搜索暂时停靠点，其中选取的暂时停靠点不能是任意其余AGV的任务终点。较佳的，所述移除无效时间窗包括：根据当前正在规划AGV的规划结果对调整过后不再占用的时间窗进行删除。根据本专利技术提供的一种仓储物流环境下的完整性多AGV调度系统，包括：在调度系统正常运行时采用的正常运行时多AGV调度模块、在调度系统失效时采用的失效时多AGV调度模块，以及在调度系统失效恢复后采用的失效恢复后多AGV调度模块；所述正常运行时多AGV调度模块根据当前调度系统中是否存在新任务决定是否调用，当存在新任务时，调用所述正常运行时多AGV调度模块，采用基于时间窗的动态路径规划方法，对当前接到新任务的AGV进行无冲突无死锁的轨迹规划；所述失效时多AGV调度模块根据当前调度系统是否发生失效决定是否调用，当存在失效时，调用所述失效时多AGV调度模块，采用基于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种仓储物流环境下的完整性多AGV调度方法，其特征在于，包括：在调度系统正常运行时采用的正常运行时多AGV调度方法、在调度系统失效时采用的失效时多AGV调度方法，以及在调度系统失效恢复后采用的失效恢复后多AGV调度方法。

【技术特征摘要】
1.一种仓储物流环境下的完整性多AGV调度方法，其特征在于，包括：在调度系统正常运行时采用的正常运行时多AGV调度方法、在调度系统失效时采用的失效时多AGV调度方法，以及在调度系统失效恢复后采用的失效恢复后多AGV调度方法。2.根据权利要求1所述的仓储物流环境下的完整性多AGV调度方法，其特征在于，所述正常运行时多AGV调度方法根据当前调度系统中是否存在新任务决定是否调用，当存在新任务时，调用所述正常运行时多AGV调度方法，采用基于时间窗的动态路径规划方法，对当前接到新任务的AGV进行无冲突无死锁的轨迹规划；所述失效时多AGV调度方法根据当前调度系统是否发生失效决定是否调用，当存在失效时，调用所述失效时多AGV调度方法，采用基于时间窗的局部轨迹调整方法，具体包括：判别受影响AGV、计算受影响AGV优先级、搜索局部可调整路径、局部调整路径的时间窗规划、规划失败后的停靠点选取以及移除无效时间窗；所述失效恢复后多AGV调度方法根据当前调度系统失效AGV是否恢复正常决定是否调用，当恢复正常后，调用所述失效恢复后多AGV调度方法，采用基于时间窗的动态路径规划方法，对恢复正常的AGV进行无冲突无死锁的轨迹规划。3.根据权利要求2所述的仓储物流环境下的完整性多AGV调度方法，其特征在于，所述正常运行时多AGV调度方法或所述失效恢复后多AGV调度方法根据任务起点与终点规划K条最短路径，对K条最短路径采用基于时间窗的动态规划算法进行规划，当K条最短路径规划完毕后，根据优化目标为完成时间最短选择出最优规划策略。4.根据权利要求3所述的仓储物流环境下的完整性多AGV调度方法，其特征在于，所述基于时间窗的动态路径规划方法包括：根据当前AGV计算的当前计算路径中的节点初始化该节点的时间窗占用时间；根据每个节点的前一个节点的离开时间以及当前节点上的已有时间窗序列，依据时间窗之间没有冲突的原则，插入当前AGV的当前节点的时间窗；再将当前规划路径相邻两节点的时间窗连接，即把前一节点时间窗的离开时间延长等于后一节点的进入时间；所有节点连接完毕后判断当前路径中节点的时间窗是否与其余AGV的时间窗有交叉，若有交叉，则记录发生交叉处，重新进行时间窗的插入，重复连接以及交叉检测，直至规划的时间窗无冲突。5.根据权利要求2所述的仓储物流环境下的完整性多AGV调度方法，其特征在于，所述判别受影响AGV包括：根据失效AGV当前位置和调度系统中所有正在执行任务的AGV已规划的轨迹来进行判断，若失效AGV的位置位于某AGV规划的未行驶轨迹上，那么此AGV即判断为受影响AGV；所述计算受影响AGV优先级包括：优先级的高低与发生失效时刻距离规划到达失效AGV所在位置的时刻的大小成反比，即当前时刻距离规划到达失效AGV所在位置的时刻越近，受影响AGV的优先级越高。6.根据权利要求2所述的仓储物流环境下的完整...

【专利技术属性】
技术研发人员：王景川，陈卫东，邰若晨，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31