【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于四向车路径规划，具体的说是一种基于状态-时空网络的四向车路径规划方法。
技术介绍
1、四向车是栅格仓库中常用的一种物流设备，它通过自动导航、自动拣选等功能，实现快速、准确的物流操作，它提高了栅格仓库的运转效率和准确性，降低物流成本，为企业带来更多的竞争优势。但是由于栅格仓库的复杂性，四向车在运输过程中可能会遇到许多障碍物，降低货物的运输效率，也会出现彼此互相影响导致的碰撞问题，因此四向车的路径规划问题成为了制约栅格仓库运输效率的关键因素。
2、关于四向车路径规划问题的研究，常见的方法有djistra算法、a*算法和粒子群算法等启发式算法。这些四向车路径规划方法一般是基于空间网络计算四向车在空间上的最短时间路径，然后考虑设置各个四向车通过冲突路段的优先级等方法，以解决四向车之间的路径冲突问题。这类方法可以求解一些场景的四向车路径规划问题，但是当栅格网络变得复杂，四向车的数目增多时，计算复杂度迅速增大，求解时间比较长，求解方案质量下降；而且这些算法一般只考虑完成四向车前往接货或者送货的路径规划，较少涉及四向车的整个接送货运输过程。
技术实现思路
1、本专利技术是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种基于状态-时空网络的四向车路径规划方法，以期能从四向车的整个接送货过程角度出发，合理地设计四向车路径规划方案以完成运输任务，从而能提升栅格仓库的运转效率，并能降低物流成本。
2、本专利技术为达到上述专利技术目的，采用如下技术方案：
3、
4、步骤1：初始化：
5、将由m个栅格组成的栅格仓库地图中的每个栅格抽象为空间节点，从而得到栅格仓库地图的空间节点集合v＝v1∪v2∪v3＝{v1,v2,…vi,…vm}，其中，v1表示允许通行的空间节点集合，v2表示允许装货的空间节点集合，v3表示允许卸货的空间节点集合，vi∈v是第i个空间节点，1≤i≤m；
6、令栅格仓库地图上的a个四向车集合为f＝{f1,f2,…fc,…fa}，每辆四向车沿横向或纵向栅格行驶；其中，fc表示第c个四向车，1≤c≤a<m；令第c个四向车fc在开始时间点处于第ic个空间节点1≤ic≤m；
7、令每个任务是四向车由当前空间节点移动至自身任务起始的空间节点，完成装货操作后移动至自身任务终止的空间节点，并完成卸货操作的运输请求；
8、令栅格仓库地图上的a个任务集合r＝{r1,r2,…rc,…ra}，其中，rc表示第c个四向车fc执行的一个任务，1≤c≤a；
9、定义所有任务的任务起始的空间节点集合为o＝{oc|oc∈v2,1≤c≤a}，其中，oc表示第c个任务rc的任务起始的空间节点；
10、所有任务的任务终止的空间节点集合为d＝{dc|dc∈v3,1≤c≤a}，其中，dc表示第c个任务rc的任务终止的空间节点；
11、将四向车的工作时段进行离散化处理，得到离散化后的时间点集合t＝{t1,t2,…th,…tn}，其中，t1表示a个四向车的开始时间点，tn表示a个四向车的结束时间点，th表示第h个时间点，1≤h≤n；
12、令四向车在空间节点上的状态集合s＝s1∪s2，其中，表示a个四向车的空载状态集合，表示a个四向车的载货状态集合；令表示第c个四向车的状态，其中，表示第c个四向车fc的空载状态，表示第c个四向车fc的载货状态；令第c个四向车fc在开始时间点t1的状态为
13、步骤2：构建由状态-时空节点和状态-时空弧组合的四向车状态-时空网络：
14、以四向车在空间节点上的状态集合s为竖轴，空间节点集合v为横轴，时间点集合t为纵轴，构建状态-时空网络的三维坐标空间，令所述状态-时空节点集合为l＝l1∪l2∪l3＝{[sc,vi,th]|sc∈s,vi∈v,th∈t}，其中，l1表示允许通行的状态-时空节点集合，l2表示允许装货的状态-时空节点集合，l3表示允许卸货的状态-时空节点集合，[sc,vi,th]表示一个状态-时空节点，表示第c个四向车fc在第h个时间点th以状态sc位于第i个空间节点vi；如果vi∈v1，则[sc,vi,th]∈l1，如果vi∈v2，则[sc,vi,th]∈l2，如果vi∈v3，则[sc,vi,th]∈l3；
15、令所述状态-时空弧集合为a＝a1∪a2∪a3∪a4，其中，a1表示四向车停留的状态-时空弧集合，a2表示四向车移动的状态-时空弧集合，a3表示四向车装货的状态-时空弧集合，a4表示四向车卸货的状态-时空弧集合；
16、且a1＝{(sc,sc,vi,vi,th,th')|sc∈s,vi∈v,th∈t,th'∈t}，其中，(sc,sc,vi,vi,th,th')表示第c个四向车fc以状态sc位于第i个空间节点vi时从第h个时间点th停留到第h'个时间点th'；
17、a2＝{(sc,sc,vi,vj,th,th')|sc∈s,vi∈v,vj∈v,th∈t,th'∈t}，其中，(sc,sc,vi,vj,th,th')表示第c个四向车fc以状态sc移动，从第h个时间点th离开第i个空间节点vi，在第h'个时间点th'到达第j个空间节点vj；
18、其中，表示第c个四向车fc在第i个空间节点vi装货，从第h个时间点th的空载状态到第h′个时间点th′的载货状态
19、其中，表示第c个四向车fc在第i个空间节点vi卸货，从第h个时间点th的载货状态到第h′个时间点th′的空载状态
20、步骤3：设置状态-时空网络中四向车在初始锁定时间段的锁定标记：
21、令第c个四向车fc执行第c个任务rc的最短时间路径记为pc；
22、令lock[sc，vi，th]是状态-时空节点[sc，vi，th]的锁定标记，如果[sc，vi，th]∈pc，设置否则，设置
23、设置第c个四向车fc在初始锁定时间段的开始时间点t1到初始锁定时间段的结束时间点tx之间任意第g个时间点tg在第ic个空间节点的锁定标记其中，1≤g≤x；
24、步骤4：根据四向车的状态-时空网络，规划一个四向车执行任务的最短时间路径；
25、步骤4.0：令c＝1；
26、步骤4.1：令第c个四向车fc在开始时间点t1在第ic个空间节点的状态-时空节点为
27、步骤4.2：初始化所有时间点的已探测状态-时空节点集合：
28、令deth表示在第h个时间点th已探测状态-时空节点集合；并初始化deth为空；
29、令detu表示在第u个时间点tu已探测状态-时空节点集合；初始化u＝1；
30、令
31、步骤4.3：设置所有状态-时空节点的前继节点：
32、令任意一个状态-时空节点[sc，vi，th]的前继节点记为pre[sc，v本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于状态-时空网络的四向车路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于状态-时空网络的四向车路径规划方法，其特征在于，所述回溯法获取路径是按如下步骤进行：
3.根据权利要求2所述的基于状态-时空网络的四向车路径规划方法，其特征在于，所述更新已探测状态-时空节点集合是按如下步骤进行：
4.一种电子设备，包括存储器以及处理器，其特征在于，所述存储器用于存储支持处理器执行权利要求1-3中任一所述四向车路径规划方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
5.一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行权利要求1-3中任一所述四向车路径规划方法的步骤。
【技术特征摘要】
1.一种基于状态-时空网络的四向车路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于状态-时空网络的四向车路径规划方法，其特征在于，所述回溯法获取路径是按如下步骤进行：
3.根据权利要求2所述的基于状态-时空网络的四向车路径规划方法，其特征在于，所述更新已探测状态-时空节点集合是按如下步骤进行：
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