基于数字孪生的AGV小车运输路径规划方法技术

本发明专利技术具体涉及基于数字孪生的AGV小车运输路径规划方法，包括：分别构建与工厂环境和AGV小车对应的数字孪生工厂和数字孪生小车并导入数字孪生应用中；获取AGV小车的运输任务，通过数字孪生小车在数字孪生工厂中模拟对应运输任务的运行，并结合路径规划算法生成对应的规划路径；实时获取AGV小车的运行数据，使得数字孪生小车能够基于对应的运行数据在数字孪生工厂中模拟运行，基于数字孪生小车的模拟运行状态结合AGV小车的运行数据实时优化规划路径，以更新AGV小车的运输路径。本发明专利技术能够结合虚拟模型和真实数据实现AGV小车的运输模拟和路径规划，并且能够通过AGV小车实时状态对其运输路径进行预测性推演和判断。其运输路径进行预测性推演和判断。其运输路径进行预测性推演和判断。

【技术实现步骤摘要】
基于数字孪生的AGV小车运输路径规划方法


[0001]本专利技术涉及仓储物流仿真
，具体涉及基于数字孪生的AGV小车运输路径规划方法。

技术介绍

[0002]AGV(Automated Guided Vehicle)通常也称为AGV小车，是指装备有电磁或光学等自动导航装置，能够沿规定的导航路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。
[0003]AGV小车的运行仿真是制造业数字孪生仿真系统中重要部分。其中，数字孪生技术是以数字化方式创建物理实体的虚拟模型，借助数据模拟物理实体在现实环境中的行为。如公开号为CN113792406A的中国专利就公开了《一种基于数字孪生的AGV小车仿真系统》，其对整个AGV系统进行1:1真实还原，构建出虚拟数字孪生体，为面向AGV的数字孪生仓储仿真系统奠定虚拟映射现实的基础；其根据状态传感器和定位传感器获取实时的传感器数据以及相关AGV的电量、位置信息，基于实时通讯技术对AGV的真实运动过程、运动结果进行还原。
[0004]上述现有方案中的AGV小车仿真系统通过数字孪生技术还原AGV小车的真实运动过程和运动结果。然而，上述现有方案仅通过数字孪生技术还原了AGV小车，未对AGV小车的运行环境即工厂环境进行仿真，使得无法有效实现AGV小车的运输模拟和路径规，也无法对AGV小车的运输路径进行预测性推演和判断，进而导致无法有效实现AGV小车的运输路径规划。因此，如何设计一种能够基于数字孪生技术实现AGV小车运输路径规划的方法是亟需解决的技术问题。

技术实现思路
r/>[0005]针对上述现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是：如何提供一种基于数字孪生的AGV小车运输路径规划方法，能够结合虚拟模型和真实数据实现AGV小车的运输模拟和路径规划，并且能够通过AGV小车实时状态对其运输路径进行预测性推演和判断，从而能够提高AGV小车运输路径规划的效果，并能够为AGV小车的运输路径规划提供一种新的思路。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：基于数字孪生的AGV小车运输路径规划方法，包括：S1：分别构建与工厂环境和AGV小车对应的数字孪生工厂和数字孪生小车；S2：将数字孪生工厂和数字孪生小车导入数字孪生应用中；S3：获取AGV小车的运输任务并导入数字孪生应用中，通过数字孪生小车在数字孪生工厂中模拟对应运输任务的运行，并结合路径规划算法生成对应的规划路径，进而通过对应的规划路径控制AGV小车运行；S4：实时获取AGV小车的运行数据并同步至数字孪生应用中，使得数字孪生小车能够基于对应的运行数据在数字孪生工厂中模拟运行，进而基于数字孪生小车的模拟运行状
态结合AGV小车的运行数据实时优化对应的规划路径，以更新AGV小车的运输路径。
[0007]优选的，步骤S1中，通过三维建模技术将工厂环境进行1：1的还原，生成对应的数字孪生工厂。
[0008]优选的，步骤S1中，通过三维建模技术将AGV小车进行1：1的还原，生成对应的数字孪生小车。
[0009]优选的，步骤S2中，将数字孪生工厂和数字孪生小车导入数字孪生应用后，通过3D可视化引擎对数字孪生工厂和数字孪生小车进行应用初始化，实现数字孪生工厂和数字孪生小车的可视化。
[0010]优选的，3D可视化引擎基于ThreeJS开发。
[0011]优选的，步骤S4中，数字孪生应用与AGV小车之间通过Modbus协议实时通讯。
[0012]优选的，步骤S4中，AGV小车的运行数据包括当前位置、运动速度、运动加速度、运动方向和装载重量。
[0013]优选的，AGV小车的运行数据还包括小车故障数据；根据小车故障数据诊断AGV小车的故障状态，进而基于AGV小车的故障状态和剩余的运输任务判断AGV小车是否能够完成运输任务：若是，则基于对应的规划路径继续控制AGV小车运行；否则，从数字孪生工厂中搜索距离数字孪生小车当前位置最近的维修点，并基于数字孪生小车的当前位置和对应维修点的位置信息计算生成对应的维修规划路径，进而通过对应的维修规划路径控制AGV小车运行。
[0014]优选的，AGV小车的运行数据还包括小车电量数据；根据小车电量数据诊断AGV小车的电量状态，进而基于AGV小车的电量状态和剩余的运输任务判断AGV小车是否能够完成运输任务：若是，则基于对应的规划路径继续控制AGV小车运行；否则，从数字孪生工厂中搜索距离数字孪生小车当前位置最近的充电点，并基于数字孪生小车的当前位置和对应充电点的位置信息计算生成对应的充电规划路径，进而通过对应的充电规划路径控制AGV小车运行。
[0015]优选的，AGV小车的运行数据还包括障碍物位置信息；根据障碍物位置信息判断障碍物是否阻断了AGV小车在规划路径上运行：若是，则基于障碍位置信息重新规划能够绕开对应障碍物的绕障路径，并基于绕障路径控制AGV小车运行；否则，基于对应的规划路径继续控制AGV小车运行。
[0016]本专利技术中基于数字孪生的AGV小车运输路径规划方法与现有技术相比，具有如下有益效果：本专利技术通过构建与工厂环境和AGV小车对应的数字孪生体，能够实现数字孪生小车在数字孪生工厂中模拟对应运输任务的运行，进而结合路径规划算法生成对应的规划路径并控制AGV小车运行；同时，实时获取AGV小车的运行数据，使得数字孪生小车能够基于AGV小车的运行数据在数字孪生工厂中模拟运行，并基于数字孪生小车的模拟运行状态结合AGV小车的运行数据实时优化规划路径，即能够结合虚拟模型和真实数据实现AGV小车的运输模拟（仿真）和路径规划，并且能够通过AGV小车实时状态对其运输路径进行预测性推演和判断，从而能够提高AGV小车运输路径规划的效果，并能够为AGV小车的运输路径规划提供一种新的思路。
附图说明
[0017]为了使专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细描述，其中：图1为基于数字孪生的AGV小车运输路径规划方法的逻辑框图。
具体实施方式
[0018]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，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，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
[0019]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于数字孪生的AGV小车运输路径规划方法，其特征在于，包括：S1：分别构建与工厂环境和AGV小车对应的数字孪生工厂和数字孪生小车；S2：将数字孪生工厂和数字孪生小车导入数字孪生应用中；S3：获取AGV小车的运输任务并导入数字孪生应用中，通过数字孪生小车在数字孪生工厂中模拟对应运输任务的运行，并结合路径规划算法生成对应的规划路径，进而通过对应的规划路径控制AGV小车运行；S4：实时获取AGV小车的运行数据并同步至数字孪生应用中，使得数字孪生小车能够基于对应的运行数据在数字孪生工厂中模拟运行，进而基于数字孪生小车的模拟运行状态结合AGV小车的运行数据实时优化对应的规划路径，以更新AGV小车的运输路径。2.如权利要求1所述的基于数字孪生的AGV小车运输路径规划方法，其特征在于：步骤S1中，通过三维建模技术将工厂环境进行1：1的还原，生成对应的数字孪生工厂。3.如权利要求1所述的基于数字孪生的AGV小车运输路径规划方法，其特征在于：步骤S1中，通过三维建模技术将AGV小车进行1：1的还原，生成对应的数字孪生小车。4.如权利要求1所述的基于数字孪生的AGV小车运输路径规划方法，其特征在于：步骤S2中，将数字孪生工厂和数字孪生小车导入数字孪生应用后，通过3D可视化引擎对数字孪生工厂和数字孪生小车进行应用初始化，实现数字孪生工厂和数字孪生小车的可视化。5.如权利要求4所述的基于数字孪生的AGV小车运输路径规划方法，其特征在于：3D可视化引擎基于ThreeJS开发。6.如权利要求1所述的基于数字孪生的AGV小车运输路径规划方法，其特征在于：步骤S4中，数字孪生应用与AGV小车之间通过Modbus协议实时通讯。7.如权利要求1所述的基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：巩书凯，简思忆，陈磊，卢仁谦，程旭，
申请(专利权)人：重庆忽米网络科技有限公司，
类型：发明
国别省市：