一种用于指定工作空间中的自动引导车的路线规划方法技术

本申请涉及路径规划技术领域，具体涉及一种用于指定工作空间中的自动引导车的路线规划方法，包括：获得自动引导车在工作空间中的起点坐标、终点坐标；获得工作空间中的障碍标记，障碍标记由障碍圆心坐标及障碍半径表示；以起点坐标为起点、终点坐标为终点，构建原始路线向量；将原始路线向量等分为m+1段，将每个等分点作为原始路线等分点，其中原始路线等分点的数量为m；基于原始路线等分点以及障碍标记，计算每个路线分割坐标在原始路线向量的法线方向上变换后的路线变换坐标；基于起点坐标、路线变换坐标以及终点坐标构造自动引导车的行进路线。的行进路线。的行进路线。

【技术实现步骤摘要】
一种用于指定工作空间中的自动引导车的路线规划方法


[0001]本申请涉及路线规划
，具体涉及一种用于指定工作空间中的自动引导车的路线规划方法。

技术介绍

[0002]随着工业互联网和5G等
的发展，药物固体制剂生产被赋予了智能化和数字化的能力。大量的生产数据被集成至工业互联网平台，使得药物固体制剂生产的全生命周期可视化。在大数据分析、智能算法的加成下，生产车间的各个关键信息可以高效、实时地提供给上层决策；决策层的及时调整又反哺基础生产，提高了生产效率。其中，基础生产中存在的大量原料、辅料、包装、半成品和成品等货物的运输任务，在仓位和货位等数据库的辅助下，结合一系列的智能算法，各类货物的高效分配和及时运输为生产效率提供了基本的保障。
[0003]同时，随着机器人技术的快速发展，自动引导车(AGV，即Automated Guided Vehicle)由于其高柔性、高可靠性和高效率的特点，在数字化车间中扮演着高效物流装备的角色。其中的关键技术之一在于其运输路线的规划。在实际的药物固体制剂生产中，主要包括从货位点至生产投料点的路线，以及成品包装点至成品仓货位点的路线。由于生产活动的持续性，导致仓库点位的盈缺、生产现场的设备变化、人员的流动等现象的产生，因此自动引导车在运输时最主要的难点之一在于避障以及最优路线规划。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本申请提出一种用于指定工作空间中的自动引导车的路线规划方法。通过获取自动引导车所运行的工作空间的信息以及自动引导车的预定起点、终点和工作空间内的障碍物的障碍标记，构建樽海鞘算法的数学模型，对自动引导车的最优行进路线进行规划。
[0005]根据本申请的一方面，提出一种用于指定工作空间中的自动引导车的路线规划方法，所述工作空间为二维平面，所述工作空间中的位置由二维坐标表示，所述方法包括：
[0006]获得所述自动引导车在所述工作空间中的起点坐标、终点坐标；
[0007]获得所述工作空间中的障碍标记，所述障碍标记由障碍圆心坐标及障碍半径表示；
[0008]以所述起点坐标为起点、所述终点坐标为终点，构建原始路线向量；
[0009]将所述原始路线向量等分为m+1段，将每个等分点作为原始路线等分点，其中所述原始路线等分点的数量为m；
[0010]基于所述原始路线等分点以及所述障碍标记，计算每个所述路线分割坐标在所述原始路线向量的法线方向上变换后的路线变换坐标；
[0011]基于所述起点坐标、所述路线变换坐标以及所述终点坐标构造所述自动引导车的行进路线。
[0012]根据一些实施例，前述方法还包括：以所述起点坐标为原点，以所述原始路线向量方向为横坐标轴正方向构建旋转坐标系。
[0013]根据一些实施例，前述方法还包括：对于每一个所述原始路线等分点：经过所述路线分割坐标，在垂直所述原始路线向量的直线上，选取位于所述工作空间内并且避开所述障碍标记的部分作为等分点有效线段；将所述等分点有效线段依次拼接在一起得到拼接线段，所述拼接线段具有两个端点，其中，以在所述旋转坐标系中纵坐标值较大的所述端点作为所述拼接线端的上端点，以在所述旋转坐标系中纵坐标值较小的所述端点作为所述拼接线端的下端点；将所述拼接线端等分为n一1段，将所述上端点、所述下端点以及每个分割点作为种群分割点，记录所述种群分割点在拼接前的坐标作为种群分割坐标，其中，所述种群分割点的数量为n。
[0014]根据一些实施例，前述方法还包括：基于樽海鞘算法，找到最优的一组所述路线变换坐标：设置搜索空间的维度等于所述原始路线等分点的数量m，设置种群规模等于每一个所述原始路线等分点所对应的种群分割点数量n，总迭代次数为T；构建樽海鞘种群数学模型，并进行初始化；利用适应度评价找到所述樽海鞘种群中的领导者与追随者；对所述领导者和所述追随者进行位置变换与寻优；找到最优的一组所述路线变换坐标。
[0015]根据一些实施例，前述方法还包括：构建m
×
n维矩阵X，用于存放对应于每个所述原始路线等分点的每个所述种群分割坐标，其中
[0016][0017]其中，m为所述搜索空间的维度，1、2
…
m为每一个维度，依次对应每一个所述原始路线等分点，n为所述种群规模，1、2
…
n为每一组樽海鞘，依次对应每一个所述原始路线等分点下的每个所述路线分割点；对于同一所述原始路线等分点的每个所述种群分割坐标，利用费雪耶兹算法进行两次置乱初始化处理，得到两个樽海鞘初始种群。
[0018]根据一些实施例，前述方法还包括：对于每一个樽海鞘初始种群，计算每一组樽海鞘的适应度：
[0019][0020]其中，f(x)为适应度评价函数，和代表第k组樽海鞘在第i个维度的种群分割坐标的横坐标和纵坐标，m为所述搜索空间的维度；选取所述适应度评价函数值最小的一组樽海鞘作为所述领导者，其中，每一个维度中所述适应度评价函数值最小的所述种群分割坐标作为所述维度中的目标点F；
[0021]将其他组樽海鞘作为所述追随者。
[0022]根据一些实施例，前述方法还包括：按以下策略更新领导者的位置：
[0023][0024]其中，F
i
为i维度中的所述目标点，r1＝2exp(
‑
(t/T)2)为收敛因子，t为当前迭代次数，T为所述总迭代次数，r2和r3是[0，1]范围内的随机数，r2决定更新位置后的移动长度，r3决定下次更新位置的方向，ub
i
为i维度中的所述上端点的坐标，lb
i
为i维度中的所述下端点的坐标。
[0025]根据一些实施例，前述方法还包括：按以下策略更新追随者的位置：
[0026][0027]根据一些实施例，可以利用禁忌搜索方法对所述领导者进行位置变换与寻优，以及对所述追随者进行位置变换。
[0028]根据一些实施例，前述方法还包括：将所述所述起点坐标、终点坐标以及所述最优的一组所述路线变换坐标依次相连得到路线折线段；对所述路线折线段进行球面插值处理，得到所述自动引导车的所述行进路线。
[0029]根据本申请的一方面，提出一种用于指定工作空间中的自动引导车的路线规划方法的装置，包括：起终点获取模块，获得所述自动引导车在所述工作空间中的起点坐标、终点坐标；障碍获取模块，获得所述工作空间中的障碍标记，所述障碍标记由障碍圆心坐标及障碍半径表示；向量构建模块，以所述起点坐标为起点、所述终点坐标为终点，构建原始路线向量；向量等分模块，将所述原始路线向量等分为m+1段，将每个等分点作为原始路线等分点，其中所述原始路线等分点的数量为m；坐标变换模块，基于所述原始路线等分点以及所述障碍标记，计算每个所述路线分割坐标在所述原始路线向量的法线方向上变换后的路线变换坐标；路线构建模块，基于所述起点坐标、所述路线变换坐标以及所述终点坐标构造所述自动引导车的行进路线。
[0030]根据本申请的一方面，提出一种电子设备包括：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于指定工作空间中的自动引导车的路线规划方法，所述工作空间为二维平面，所述工作空间中的位置由二维坐标表示，所述方法包括：获得所述自动引导车在所述工作空间中的起点坐标、终点坐标；获得所述工作空间中的障碍标记，所述障碍标记由障碍圆心坐标及障碍半径表示；以所述起点坐标为起点、所述终点坐标为终点，构建原始路线向量；将所述原始路线向量等分为m+1段，将每个等分点作为原始路线等分点，其中所述原始路线等分点的数量为m；基于所述原始路线等分点以及所述障碍标记，计算每个所述路线分割坐标在所述原始路线向量的法线方向上变换后的路线变换坐标；基于所述起点坐标、所述路线变换坐标以及所述终点坐标构造所述自动引导车的行进路线。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以所述起点坐标为起点、所述终点坐标为终点，构建原始路线向量之后，还包括：以所述起点坐标为原点，以所述原始路线向量方向为横坐标轴正方向构建旋转坐标系。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述原始路线向量等分为m+1段，将每个等分点作为原始路线等分点之后，还包括：对于每一个所述原始路线等分点：经过所述路线分割坐标，在垂直所述原始路线向量的直线上，选取位于所述工作空间内并且避开所述障碍标记的部分作为等分点有效线段；将所述等分点有效线段依次拼接在一起得到拼接线段，所述拼接线段具有两个端点，其中，以在所述旋转坐标系中纵坐标值较大的所述端点作为所述拼接线端的上端点，以在所述旋转坐标系中纵坐标值较小的所述端点作为所述拼接线端的下端点；将所述拼接线端等分为n
‑
1段，将所述上端点、所述下端点以及每个分割点作为种群分割点，记录所述种群分割点在拼接前的坐标作为种群分割坐标，其中，所述种群分割点的数量为n。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述原始路线等分点以及所述障碍标记，计算每个所述路线分割坐标在所述原始路线向量的法线方向上变换后的路线变换坐标，包括：基于樽海鞘算法，找到最优的一组所述路线变换坐标：设置搜索空间的维度等于所述原始路线等分点的数量m，设置种群规模等于每一个所述原始路线等分点所对应的种群分割点数量n，总迭代次数为T；构建樽海鞘种群数学模型，并进行初始化；利用适应度评价找到所述樽海鞘种群中的领导者与追随者；对所述领导者与所述追随者进行位置变换与寻优；找到最优的一组所述路线变换坐标。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述构建樽海鞘种群数学模型，并进行初始化，包括：构建m
×
n维矩阵X，用于存放对应于每个所述原始路线等分点的每个所述种群分割坐
标，其中其中，m为所述搜索空间的维度，1、2
…
m为每一个维度，依次对应每一个所述原始路线等分点，n为所述种群规模...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖伟，王振中，吴云，张欣，徐芳芳，李执栋，刘岩，刘洋，庞玮，金毅，
申请(专利权)人：江苏康缘药业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：