一种用于AGV集群的调度方法和系统技术方案

本发明专利技术提出了一种用于AGV集群的调度方法，包括如下步骤：S1、对AGV集群进行路径规划；S2、根据路径规划，构建依赖图谱，生成执行方案；S3、当AGV依据执行方案执行路径规划且出现冲突时，生成避让方案；S4、依据避让方案进行避让，冲突解决后继续按照执行方案行进。通过将依赖图谱与中央式寻路算法结合，有效规避了中央式寻路算法所规划的路线实际执行时间与预期时间的时间差，将连续时空中的先后通过关系转化为动作事件的依赖关系，提高了系统执行的稳健性，同时，提供了冲突解决方案，在最大的限度上避免碰撞或者拥堵锁死情况的发生。

A scheduling method and system for AGV cluster

【技术实现步骤摘要】
一种用于AGV集群的调度方法和系统
本专利技术涉及移动机器人和寻路算法领域，更具体的说是涉及一种用于AGV集群的调度和寻路的方法和系统。
技术介绍
多代理路径寻找(MAPF)已在人工智能、机器人、理论计算机科学和实际操作研究中得到大量的研究，在实际应用中使用简化的代理假设可以快速解决。然而，在实际的应用中，如仓库自动化，需要移动机器人在长时间范围内工作而不发生碰撞，需要设计无冲突路径，目前最先进的算法可以在几分钟内计算出数百个机器人的有界次优解，但是在实际的机器人团队上执行这样的计划仍然具有挑战性。构建依赖关系图谱，将连续时空中的先后通过等关系转化为动作事件的依赖关系，即，将每个机器人执行下一个动作的执行条件设置为其他机器人本次动作的完成，通过机器人之间的这种依赖关系能够有效减少机器人和中央服务器的通信次数，并且对无碰撞操作有更强的保证。但是，依据上述执行方案，在实际实施的过程中，其实很难完全规避冲突。因此，如何将依赖关系与对AGV集群做的路径规划结合，生成一组使冲突尽可能少的执行方案，另外，在冲突发生时如何设计避让方案，提高机器人集群执行的稳健性，避免机器人之间的碰撞，是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种用于AGV集群的调度方法和系统，通过构建依赖关系图谱生成冲突尽可能少的执行方案，并针对冲突，生成一套避让方案，较少机器人之间的碰撞，保证AGV集群执行的稳健性，以期减少机器人之间的碰撞，降低碰撞损失并提高工作执行效率。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种用于AGV集群的调度方法，包括如下步骤：S1、对AGV集群进行路径规划；S2、根据路径规划，构建依赖图谱，生成执行方案；S3、当AGV依据执行方案执行路径规划且出现冲突时，生成避让方案；S4、依据避让方案进行避让，冲突解决后继续按照执行方案行进。优选的，所述S1中的路径规划是基于中央式寻路算法，由中央服务器对AGV集群进行的路径规划，由于AGV集群中机器人的数目较多，若令每个机器人自行规划行驶路径必然由于信息闭塞，导致规划的路径重叠，造成拥堵死锁，因此，使用中央式寻路算法，将AGV集群的行进路径分散，减少行进过程中的冲突，避免拥堵死锁或者碰撞。优选的，所述S2包括S21-S24四个具体步骤：分解路径规划中每个机器人的通行路径，获得每个机器人的分段路径；将分段路径中每个机器人通行的先后关系转化成动作依赖关系；基于每个机器人依赖关系，构建AGV集群的依赖图谱；基于AGV集群的依赖图谱，生成针对AGV集群中全部机器人个体的执行方案。其中，机器人每完成一个动作，向中央服务器汇报动作已完成的状态，并由中央服务器通知依赖上述动作的其他机器人继续进行下一个动作，保证动作连续执行，为整个系统提供较高的移动效率，而且只有动作执行完成通信一次，减少了信息交换中出错的概率，节约了通信成本，也加快了反馈和移动速率的。优选的，所述S3的避让方案中，设置距离发生冲突的机器人最近的空闲点作为避让点，保证了给冲突机器人让行的同时，不对其他路径机器人造成不必要的干扰。优选的，所述S3的避让方案为：令第二个进入冲突路径的机器人移至避让点，当第一个进入冲突路径的机器人离开冲突点后，位于避让点的机器人回归原路径行驶。基于AGV可移动机器人能够利用相机、内置传感器、激光扫描仪以及软件中的数据，探测周围环境，能够识别障碍物的特性，当冲突发生时，AGV能够识别到障碍物，并且将冲突信息上传至中央服务器，以便中央服务器生成避让方案，避让方案有利于避免机器人的碰撞，减少由于机器人碰撞造成的经济损失以及时间成本。基于上述方法，设计出如下系统：一种用于AGV集群的调度系统，包括：中央服务器以及若干个AGV；其中，所述中央服务器包括路径规划模块、执行方案生成模块、避让方案生成模块；所述AGV包括执行模块；所述路径规划模块用于对AGV集群进行路径规划；所述执行方案生成模块用于根据路径规划，构建依赖图谱，生成执行方案；所述避让方案生成模块用于当AGV依据执行方案执行路径规划且出现冲突时，生成避让方案；所述执行模块用于依据避让方案进行避让，冲突解决后继续按照执行方案行进。优选的，所述路径规划模块中的路径规划是基于中央式寻路算法，由中央服务器对AGV集群进行的初步路径规划。优选的，所述执行方案生成模块包括：路径分解单元、转化单元、依赖图谱构建单元、生成单元；其中，所述路径分解单元用于分解路径规划中每个机器人的通行路径，获得每个机器人的分段路径；所述转化单元用于将分段路径中每个机器人通行的先后关系转化成动作依赖关系；所述依赖图谱构建单元用于基于每个机器人依赖关系，构建AGV集群的依赖图谱；所述生成单元用于基于AGV集群的依赖图谱，生成针对AGV集群中全部机器人个体的执行方案。优选的，所述避让方案生成模块生成的避让方案中，设置距离发生冲突的机器人最近的空闲点作为避让点。优选的，所述避让方案生成模块生成的避让方案为：令第二个进入冲突路径的机器人移至避让点，当第一个进入冲突路径的机器人离开冲突点后，位于避让点的机器人回归原路径行驶。本专利技术具有以下有益效果：经由上述的技术方案可知，基于现有技术，本专利技术提出了一种用于AGV集群的调度方法和系统，通过将依赖图谱与中央式寻路算法结合，有效规避了中央式寻路算法所规划的路线实际执行时间与预期时间的时间差，将连续时空中的先后通过关系转化为动作事件的依赖关系，提高了系统执行的稳健性，同时，提供了冲突解决方案，在最大的限度上避免碰撞或者拥堵锁死情况的发生。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术一种用于AGV集群的调度方法流程图；图2为本专利技术一种用于AGV集群的调度系统框图；图3为本专利技术所涉及的依赖图谱；图4(a)为本专利技术所涉及的避让方位示意图；图4(b)为本专利技术所涉及的避让流程示意图。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。如图1、3、4(a)、4(b)所示，本专利技术提供了如下方法：一种用于AGV集群的调度方法，包括如下步骤：S1、对AGV集群进行路径规划；所述S1中的路径规划是基于中央式寻路算法，由中央服务器对AGV集群进行的路径规划。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于AGV集群的调度方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、对AGV集群进行路径规划；/nS2、根据路径规划，构建依赖图谱，生成执行方案；/nS3、当AGV依据执行方案执行路径规划且出现冲突时，生成避让方案；/nS4、依据避让方案进行避让，冲突解决后继续按照执行方案行进。/n

【技术特征摘要】
20190827 CN 20191079916711.一种用于AGV集群的调度方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、对AGV集群进行路径规划；
S2、根据路径规划，构建依赖图谱，生成执行方案；
S3、当AGV依据执行方案执行路径规划且出现冲突时，生成避让方案；
S4、依据避让方案进行避让，冲突解决后继续按照执行方案行进。


2.根据权利要求1所述的一种用于AGV集群的调度方法，其特征在于，所述S1中的路径规划是基于中央式寻路算法，由中央服务器对AGV集群进行的路径规划。


3.根据权利要求1所述的一种用于AGV集群的调度方法，其特征在于，所述S2的具体步骤如下：
S21、分解路径规划中每个机器人的通行路径，获得每个机器人的分段路径；
S22、将分段路径中每个机器人通行的先后关系转化成动作依赖关系；
S23、基于每个机器人依赖关系，构建AGV集群的依赖图谱；
S24、基于AGV集群的依赖图谱，生成针对AGV集群中全部机器人个体的执行方案。


4.根据权利要求1所述的一种用于AGV集群的调度方法，其特征在于，所述S3的避让方案中，设置距离发生冲突的机器人最近的空闲点作为避让点。


5.根据权利要求1所述的一种用于AGV集群的调度方法，其特征在于，所述S3的避让方案为：令第二个进入冲突路径的机器人移至避让点，当第一个进入冲突路径的机器人离开冲突点后，位于避让点的机器人回归原路径行驶。


6.一种用于AGV集群的调度系统，其特征在于，包括：中央服务器(1)以及若干个AGV(2)；其中，
所述中央服务器(1)包括路径规划模块(11)、执行方案生成模块(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓耀桓，张浩，
申请(专利权)人：广州蓝胖子机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44