一种基于多区域的实时路径规划方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于多区域的实时路径规划方法及系统，该方法包括如下步骤：地图构建、分段任务路径规划、生成点位列表和点位锁列表、点位对比和任务执行，并提供一种基于多区域的实时路径规划系统。本发明专利技术的方法和系统将设备实时调度和灵活控制的特点相结合，通过实时对比点位锁列表和点位列表，及时从点位锁列表中解锁相关点位，确保不同任务不会同时锁定相同点位，实现多设备多任务并行且不冲突的目的，提高任务执行效率的同时有效降低任务冲突和设备等待时间，提高设备使用效率。同时降低了对设备硬件能力和现场网络环境的实时性要求，减少设备投入和运维投入，提高投入产出比。本发明专利技术的方法和系统可操作性高、通用性好、适应性强。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多区域的实时路径规划方法及系统
本专利技术涉及一种实时路径规划方法及系统，尤其涉及一种基于多区域的实时路径规划方法及系统。
技术介绍
近年来，伴随着工业和科技的进步，AGV已经成为工厂物流搬运和仓储搬运的重要设备。在一个大型的应用环境下，多台设备多区域执行任务已经成为常态，而设备越多，区域跨度越大，设备执行任务时的路径规划就尤为重要。目前存在的路径规划方法分为两大类，第一类为预先规划好全局路径，在当前任务执行完成之前，其他任务无法使用该任务占用的路线和点位，该类路径规划方法的优点在于避免了任务执行过程中的路径冲突，而缺点在于不够灵活、损失了整体效率，可能存在某个任务在执行过程中其他所有的新任务都无法执行的风险；另一类为实时规划，就是常说的“走一步看一步”，完成当前一步移动后再规划下一步移动路径，该类路径规划方法的优点在于灵活可实时调整路径，而缺点在于缺少全局规划、增加了中间段的调整成本、降低了单设备单任务的运行效率，对于设备的硬件能力、调度系统的算法、网络连接的实时性要求极高。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的第一目的为提供一种实现多设备多任务并行且不冲突、提高任务执行效率的同时有效降低任务冲突和设备等待时间，提高设备使用效率，同时降低了对设备硬件能力和现场网络环境的实时性要求，减少设备投入和运维投入，提高投入产出比的基于多区域的实时路径规划方法，本专利技术的第二目的为提供一种基于多区域的实时路径规划系统。技术方案：本专利技术的基于多区域的实时路径规划方法，包括如下步骤：地图构建、分段任务路径规划、生成点位列表和点位锁列表、点位对比及任务执行。进一步地，地图构建为对地图内所有的点、单向边及对应的路径权重进行查询并构建成有向图。分段任务路径规划包括任务分段和路径规划，。任务分段为将整个任务分段成若干个分段任务。路径规划为对首先要执行的分段任务进行路径规划，任务执行的起始点位和结束点位使用Dijkstra算法进行最短加权路径的规划。生成点位列表为通过路径规划算法返回该执行的任务需要经过的加权最短路径的点位列表，列表的顺序即为该任务执行过程中经过的点位顺序。生成点位锁列表为存储当前被正在执行的任务占用的点位，该列表中的点位能被路径规划，但不能被实际的任务执行。点位对比为对任务执行的点位列表与点位锁列表进行点位比对，若点位锁列表内不包含任务执行的点位列表任一点位，则该任务开始被执行；若点位锁列表包含任一任务执行的点位列表，则该任务需要等待被锁点位释放。任务执行包括点位锁定和点位解锁，点位锁定为任务开始被执行时，将该任务的点位列表加入到点位锁列表中,表示这些点位被锁定，后续有需要用到这些点位的新任务不能被立即执行；点位解锁为当任务开始执行后，实时跟踪任务执行状态，若执行的任务已经经过某个点，去往下一个点位，则将经过的该点位从点位锁列表中移除，代表该点位解除锁定，其他任务可以占用该点位。本专利技术的基于多区域的实时路径规划系统，包括地图构建模块、分段任务路径规划模块、生成点位列表和点位锁列表模块、点位对比模块和任务执行模块。本专利技术的系统将将根据任务的实际内容，自动分段任务、自动规划路径、建立点位列表和点位锁列表、进行点位对比、锁定和解锁等相关操作，实现全过程的自动执行，不需要用户的人为介入。通过地图构建、任务分段、路径规划、点位列表、点位锁列表、点位对比、点位锁定和点位解锁，实现多任务的实时路径规划。有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下显著优点：(1)路径规划方法实现了多设备多任务的并行且不冲突，提高了任务执行效率和设备使用率；(2)该路径规划方法降低了对设备硬件能力和现场网络环境的实时性要求，避免高要求产生的高风险，减少设备投入和运维投入，提高投入产出比。附图说明图1是分段任务路径规划示意图；图2是阶段一示意图；图3是阶段二示意图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的技术方案作进一步说明。如图1所示，图1是分段任务路径规划示意图。系统接收到任务1，起点为S，终点E，系统经过全局规划查询到任务必经的几个中间点A和D，将整个任务分段，分为S-A、A-D、D-E三段。AGV设备在S点开始执行任务时，系统进行了S-A段的路径规划。当AGV设备运行到A点时，系统将A-D段任务的路径规划成A-b-c-D，其中b、c为系统自动添加的中间点位。如图2所示，图2是阶段一示意图，此时设备AGV1正在执行任务1的段任务A-b-c-D，设备AGV1运行到c点，此时c、D在点位锁列表中。此时，系统查询到任务2即将执行新的段任务F-G，系统规划的路径为F-b-c-G。对比段任务2的点位列表和此时的点位锁列表，发现c点在点位锁列表中，处于被锁定状态，段任务2无法立即执行，需等待。如图3所示，图3是阶段二示意图，此时设备AGV1运行到D点，前一个点位c点已经从点位锁列表中解除锁定。对比段任务2的点位列表和点位锁列表，此时的点位锁列表中只有D点，没有段任务2的点位，段任务2开始执行，点位列表中的F、b、c、G被加入点位锁列表，新的点位锁列表生成，包含点位D、F、b、c、G。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多区域的实时路径规划方法，其特征在于，包括如下步骤：地图构建、分段任务路径规划、生成点位列表和点位锁列表、点位对比及任务执行。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于多区域的实时路径规划方法，其特征在于，包括如下步骤：地图构建、分段任务路径规划、生成点位列表和点位锁列表、点位对比及任务执行。


2.根据权利要求1所述的基于多区域的实时路径规划方法，其特征在于：所述地图构建为对地图内所有的点、单向边及对应的路径权重进行查询并构建成有向图。


3.根据权利要求1所述的基于多区域的实时路径规划方法，其特征在于：所述分段任务路径规划包括任务分段和路径规划。


4.根据权利要求3所述的基于多区域的实时路径规划方法，其特征在于：所述任务分段为将整个任务分段成若干个分段任务。


5.根据权利要求3所述的基于多区域的实时路径规划方法，其特征在于：所述路径规划为对首先要执行的分段任务进行路径规划，任务执行的起始点位和结束点位使用Dijkstra算法进行最短加权路径的规划。


6.根据权利要求1所述的基于多区域的实时路径规划方法，其特征在于：所述生成点位列表为通过路径规划算法返回该执行的任务需要经过的加权最短路径的点位列表，列表的顺序即为该任务执行过程中经过的点位顺序。


7.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：田铮铮，陆晶晶，刘生，应仲文，
申请(专利权)人：南京熊猫电子股份有限公司，南京熊猫电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32