【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及立体停车场，具体涉及一种面向立体停车场的集中式的多agv路径动态调度方法及装置
技术介绍
1、随着城市人口的增长和汽车数量的增加，传统的停车场已经无法满足需求。立体停车场的出现有效缓解了停车位不足的问题，而基于自动导引车(agv)的立体停车场是一种更加智能化的停车场，这种停车场方案将agv与立体停车场相结合，不但能够充分利用垂直空间停车来提高停车场的土地利用效率，还能够通过高效调度智能agv辅助使用者停车来提高使用者的停车效率，但是如何高效地管理和调度agv成为了一个关键的挑战。
2、传统的多agv调度方案在为agv规划路径，是将实际地图栅格化抽象成图结构，并通过一些最短路径算法来给agv规划出一条最短路径，但是这种方案在agv真正执行任务之前就给agv设定好了要走的路径，并没有考虑到agv在路径上会出现的各种情况，例如交通拥塞、发生故障、其他agv作业中等情况，也就是路径是最短但并非最优，这就导致了多agv调度系统性能受限，进而影响整个系统的运行效率；另外，在传统agv路径规划方案中，地图是二维静态的，而面向立体停车场的agv导航技术与其他传统物流仓库agv导航技术不同，由于停车场需要多层停车，需要考虑到agv载车后的整体高度问题，然后为其规划可通行路径，即路径规划过程中整体地图需要融入高度因素，地图需要根据agv和立体停车场的自身情况进行实时更新构建。
3、传统的agv路径规划方案通常是基于静态地图和预先设定的路径来进行规划。这种方法忽视了实时路况的变化，无法适应交通拥塞情况的变化和路径
技术实现思路
1、本专利技术提出一种面向立体停车场的集中式的多agv路径动态调度方法及装置，旨在解决立体停车场中agv路径调度不够灵活、agv执行效率不高的问题。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种面向立体停车场的集中式的多agv路径动态调度方法，该方法包括以下步骤：
3、步骤1、环境地图模型建立：在停车场内铺设有定位点，组成导引路径，定位点抽象为拓扑节点，并且导引路径之间相互平行或垂直，形成规则的拓扑结构，得到原始拓扑地图；
4、步骤2、agv建模：agv建模主要包含两类属性；第一类属性描述agv的长度、宽度、最高移动速度和最高旋转速度信息，这些信息在初始化后保持不变；第二类属性描述agv的位置、方向角度以及运动方向；
5、步骤3、任务派发：检查每个空闲agv的状态并计算每个空闲agv到目标位置的距离，选择可立即执行任务的以及距离最短或路径最优的agv进行任务分配并进行路径规划；
6、步骤4、静态路径规划：将原始拓扑地图构建成为g(v,e)的地图模型，其中顶点集合v表示环境中的定位点，边集e表示定位点之间有向连接；根据每个状态点之间是否能够通过旋转或平移的方式进行转换构建出对应的有向边，进而构建出实时状态地图g(v,e)；
7、步骤5、路径分段下发：结合实时状态地图，找出代价最小的任务路径，下发给agv执行，agv对整条任务路径进行分段执行；
8、步骤6、资源安全性检查：当agv开始申请一段路径资源时，需要对该申请进行安全性检查，检查通过则将资源分配；
9、步骤7、动态路径重规划：agv执行完一段路径后，在此分段点处重新进行动态路径规划；交通情况主要考虑路段的可通行情况、交通拥塞情况以及路径上其他agv的作业情况和完成时间；这些因素会被量化叠加，形成动态代价，然后与静态代价相叠加，从而更新整体代价地图，基于最新的代价地图重新进行路径规划；
10、步骤8、重复步骤5、步骤6和步骤7，如果agv顺利到达任务目的地，开始目的地处的具体任务执行。
11、进一步地，步骤1中，在拓扑图中，每个节点代表停车场环境中的一个导航节点，可以是一个停车位、一个交接区、一个交叉口、一个转弯点或者一个路径点，路径点上具有二维码实现定位功能；节点之间的连接边表示相邻导航节点之间的可行路径，边上的代价为路径距离或行驶时间。
12、进一步地，步骤2中，运动方向包括直线运动和旋转运动，直线运动涵盖了上、下、左、右四个方向。
13、进一步地，步骤3中，任务派发采用先来先服务原则，即按照订单的产生的时间顺序进行处理。
14、进一步地，步骤4中，路径规划不仅局限于二维的平面寻路，还考虑到不同车辆的高度差异，以确保路径中不存在高度不够而不能通行的段落；根据agv的任务目的地和目的地位置、起点位置和起点朝向以及所载车辆的高度要求，规划出一条可通行的路径，定位点集合v中每一定位点元素v表示agv在定位点的位置，位于该点时候的车头朝向和定位点的限高情况，将每一个节点表示为对应的三元组：
15、v(pi,dirx,hi)＝{pointid,direction,height}。
16、
17、进一步地，采用的路径规划方法是融合高度信息和交通路况的a*算法，算法在计算路径长度选择最短路径时，综合考虑路径的通行能力和所载车辆的高度要求以及路径路况信息。
18、进一步地，步骤7具体过程如下：
19、1)拥塞代价计算：
20、
21、其中costtpi表示拥塞代价，nagv记为当前agv任务路径中未来要经过的路径中其他agv的数量，t为采样时间间隔，w为权重系数，由此可以计算出拥塞代价；
22、2)节点通行代价
23、
24、
25、其中costpass为整个路径的节点的通行代价总和，costpi表示路径中的每个节点是否可通行；如果节点故障，则为不可通行，代价无穷大，若节点空闲，代价为0，若节点正被其他agv作为任务操作点，被征用中，代价为ct，表示为该agv执行任务的预计时间；其中ct的计算方式为：
26、ct＝w*agvtasktime
27、其中agvtasktime表示任务执行时间，w表示权重系数；
28、代价融合更新得到最终的动态代价：
29、costdynamic＝w1*costtpi+w2*costpass
30、w1+w2＝1
31、w1，w2表示拥塞代价和节点通行代价的权重；
32、3)代价融合
33、最终路径代价通过动态代价costdynamic和静态代价coststatic叠加，得到整条路径的实时代价，获得最终路径代价costtotal：
34、costtotal＝costdynamic+coststatic
35、最后在所有可通行路径中选择总实时代价最小的路径继续执行。
36、进一步地，步骤7中，设定一个路径切换次数限制n本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种面向立体停车场的集中式的多AGV路径动态调度方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种面向立体停车场的集中式的多AGV路径动态调度方法，其特征在于，步骤1中，在拓扑图中，每个节点代表停车场环境中的一个导航节点，可以是一个停车位、一个交接区、一个交叉口、一个转弯点或者一个路径点，路径点上具有二维码实现定位功能；节点之间的连接边表示相邻导航节点之间的可行路径，边上的代价为路径距离或行驶时间。
3.根据权利要求1所述的一种面向立体停车场的集中式的多AGV路径动态调度方法，其特征在于，步骤2中，运动方向包括直线运动和旋转运动，直线运动涵盖了上、下、左、右四个方向。
4.根据权利要求1所述的一种面向立体停车场的集中式的多AGV路径动态调度方法，其特征在于，步骤3中，任务派发采用先来先服务原则，即按照订单的产生的时间顺序进行处理。
5.根据权利要求1所述的一种面向立体停车场的集中式的多AGV路径动态调度方法，其特征在于，步骤4中，路径规划不仅局限于二维的平面寻路，还考虑到不同车辆的高度差异，以确保路径中不存在高
6.根据权利要求5所述的一种面向立体停车场的集中式的多AGV路径动态调度方法，其特征在于，采用的路径规划方法是融合高度信息和交通路况的A*算法，算法在计算路径长度选择最短路径时，综合考虑路径的通行能力和所载车辆的高度要求以及路径路况信息。
7.根据权利要求1所述的一种面向立体停车场的集中式的多AGV路径动态调度方法，其特征在于，步骤7具体过程如下：
8.根据权利要求1所述的一种面向立体停车场的集中式的多AGV路径动态调度方法，其特征在于，步骤7中，设定一个路径切换次数限制N，当AGV进行路径切换后，只有在接下来的N次机会内，如果当前路径中部分区域被禁止通行，才会触发被动路径切换；超过N次后，只有在当前路径中部分区域被禁止通行时，才会再次触发路径切换。
9.一种面向立体停车场的集中式的多AGV路径动态调度装置，包括存储器和一个或多个处理器，所述存储器中存储有可执行代码，其特征在于，所述处理器执行所述可执行代码时，实现如权利要求1-8中任一项所述的一种面向立体停车场的集中式的多AGV路径动态调度方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时，实现如权利要求1-8中任一项所述的一种面向立体停车场的集中式的多AGV路径动态调度方法。
...【技术特征摘要】
1.一种面向立体停车场的集中式的多agv路径动态调度方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种面向立体停车场的集中式的多agv路径动态调度方法，其特征在于，步骤1中，在拓扑图中，每个节点代表停车场环境中的一个导航节点，可以是一个停车位、一个交接区、一个交叉口、一个转弯点或者一个路径点，路径点上具有二维码实现定位功能；节点之间的连接边表示相邻导航节点之间的可行路径，边上的代价为路径距离或行驶时间。
3.根据权利要求1所述的一种面向立体停车场的集中式的多agv路径动态调度方法，其特征在于，步骤2中，运动方向包括直线运动和旋转运动，直线运动涵盖了上、下、左、右四个方向。
4.根据权利要求1所述的一种面向立体停车场的集中式的多agv路径动态调度方法，其特征在于，步骤3中，任务派发采用先来先服务原则，即按照订单的产生的时间顺序进行处理。
5.根据权利要求1所述的一种面向立体停车场的集中式的多agv路径动态调度方法，其特征在于，步骤4中，路径规划不仅局限于二维的平面寻路，还考虑到不同车辆的高度差异，以确保路径中不存在高度不够而不能通行的段落；根据agv的任务目的地和目的地位置、起点位置和起点朝向以及所载车辆的高度要求，规划出一条可通行的路径，定位点集合v中每一定位点元素v表示agv在定位点的位置，位于该点时候的车头朝向...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈奇，陈廷轩，王备，陈明健，曾祥杰，张子健，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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