本發(fā)明涉及路徑規(guī)劃與協(xié)調(diào)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種agv機(jī)器人路徑規(guī)劃方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在很多應(yīng)用場合，都會應(yīng)用到agv機(jī)器人，比如，快遞的配送，外賣的配送以及其它的一些任務(wù)，均可使用agv機(jī)器人來執(zhí)行，這樣解放了人力，也節(jié)約了人力。

2、agv機(jī)器人在執(zhí)行任務(wù)的過程中，agv機(jī)器人的路徑會影響到任務(wù)執(zhí)行的效率，因此，如和規(guī)劃agv機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)的路徑非常關(guān)鍵。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供一種agv機(jī)器人路徑規(guī)劃方法及系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有路徑規(guī)劃方法多依賴固定路徑，無法動態(tài)調(diào)整，難以適應(yīng)變化多端的環(huán)境和需求。

2、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種agv機(jī)器人路徑規(guī)劃方法，包括：

3、獲取地圖節(jié)點(diǎn)圖、機(jī)器人參數(shù)、起始節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)；

4、引入機(jī)器人約束條件，基于啟發(fā)式函數(shù)計算機(jī)器人從當(dāng)前節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的評估代價值；

5、根據(jù)機(jī)器人從當(dāng)前節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的評估代價值，基于a*搜索算法，在地圖節(jié)點(diǎn)中搜索機(jī)器人從起始節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)路徑；

6、將所述最優(yōu)路徑生成路徑指令，發(fā)送給機(jī)器人執(zhí)行。

7、在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以作出如下改進(jìn)。

8、可選的，所述機(jī)器人參數(shù)包括機(jī)器人尺寸，所述機(jī)器人約束條件包括機(jī)器人尺寸約束和節(jié)點(diǎn)路徑寬度約束；所述引入機(jī)器人約束條件，基于啟發(fā)式函數(shù)計算機(jī)器人從當(dāng)前節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的評估代價值，包括：

9、f(n)＝g(n)+h(n)+λsize×csize+λpath×cpath；

10、其中，f(n)是機(jī)器人從當(dāng)前節(jié)點(diǎn)n到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的評估代價值，g(n)是當(dāng)前節(jié)點(diǎn)n到起始節(jié)點(diǎn)的路徑成本，h(n)是當(dāng)前節(jié)點(diǎn)n到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的估計代價，λsize和λpath分別是機(jī)器人尺寸約束和節(jié)點(diǎn)路徑寬度約束的權(quán)重因子，csize和cpath是機(jī)器人尺寸約束成本和節(jié)點(diǎn)路徑寬度約束成本。

11、可選的，所述根據(jù)機(jī)器人從當(dāng)前節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的評估代價值，基于a*搜索算法，在地圖節(jié)點(diǎn)中搜索機(jī)器人從起始節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)路徑：

12、從機(jī)器人的起始節(jié)點(diǎn)開始，搜索滿足第一限制條件和第二限制條件的至少一個鄰居節(jié)點(diǎn)；

13、將多個鄰居節(jié)點(diǎn)中評估代價值最小的鄰居節(jié)點(diǎn)作為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，繼續(xù)基于當(dāng)前節(jié)點(diǎn)搜索評估代價值最小的鄰居節(jié)點(diǎn)，直到搜索到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，獲取機(jī)器人從起始節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)路徑，所述第一限制條件為機(jī)器人類型為節(jié)點(diǎn)允許通過的類型，第二限制條件為機(jī)器人能夠通過節(jié)點(diǎn)。

14、可選的，所述方法還包括：

15、對agv機(jī)器人的類型進(jìn)行分類，并設(shè)置每一個節(jié)點(diǎn)允許通過的agv機(jī)器人的類型，作為agv機(jī)器人的第一限制條件；以及，

16、根據(jù)agv機(jī)器人的尺寸、節(jié)點(diǎn)所在路段的寬度和agv機(jī)器人的行駛方式，判斷agv機(jī)器人是否能夠通過節(jié)點(diǎn)，作為agv機(jī)器人的第二限制條件。

17、可選的，所述根據(jù)agv機(jī)器人的尺寸、節(jié)點(diǎn)所在路段的寬度和agv機(jī)器人的行駛方式，判斷agv機(jī)器人是否能夠通過節(jié)點(diǎn)，包括：

18、根據(jù)agv機(jī)器人行駛節(jié)點(diǎn)所在路段的車頭角度與x軸正方向的夾角以及節(jié)點(diǎn)所在路段與x軸正方向的夾角，計算角度差β；

19、根據(jù)三角函數(shù)，計算agv機(jī)器人通過節(jié)點(diǎn)所在路段的最小寬度：

20、最小寬度w'＝小車長度l*sinβ+小車寬度w*cosβ；

21、若agv機(jī)器人通過節(jié)點(diǎn)所在路段的最小寬度小于節(jié)點(diǎn)所在路段的實際寬度，則agv機(jī)器人能夠通過節(jié)點(diǎn)，否則，agv機(jī)器人不能通過節(jié)點(diǎn)。

22、根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種多臺agv機(jī)器人的路徑規(guī)劃協(xié)調(diào)方法，包括：

23、基于agv機(jī)器人路徑規(guī)劃方法對每一臺agv機(jī)器人的路徑進(jìn)行規(guī)劃，得到每一臺agv機(jī)器人的規(guī)劃路徑；

24、根據(jù)每一臺agv機(jī)器人的參數(shù)信息、路徑信息以及每一個節(jié)點(diǎn)所在路段信息，對多臺agv機(jī)器人的行駛進(jìn)行沖突檢測；

25、如果多臺agv機(jī)器人的行駛發(fā)生沖突，則根據(jù)每一臺agv機(jī)器人的任務(wù)優(yōu)先級，對任務(wù)優(yōu)先級低的agv機(jī)器人的規(guī)劃路徑進(jìn)行調(diào)整，得到任務(wù)優(yōu)先級低的agv機(jī)器人的備用路徑。

26、可選的，所述任務(wù)優(yōu)先級低的agv機(jī)器人的備用路徑為：

27、

28、其中，α為路徑調(diào)整系數(shù)，taskpriority為任務(wù)優(yōu)先級，pathcost為原路徑成本。

29、可選的，所述方法還包括：

30、獲取所有agv機(jī)器人的原始規(guī)劃路徑；

31、根據(jù)所有agv機(jī)器人的規(guī)劃路徑，基于每一臺agv機(jī)器人的任務(wù)優(yōu)先級和路徑成本，通過調(diào)整每一臺agv機(jī)器人的行駛速度和原始規(guī)劃路徑，得到所有agv機(jī)器人的全局規(guī)劃路徑，使得所有agv機(jī)器人協(xié)調(diào)運(yùn)行，在行駛的過程中不發(fā)生沖突。

32、根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種agv機(jī)器人路徑規(guī)劃系統(tǒng)，包括：

33、獲取模塊，用于獲取地圖節(jié)點(diǎn)圖、機(jī)器人參數(shù)、起始節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)；

34、計算模塊，用于引入機(jī)器人約束條件，基于啟發(fā)式函數(shù)計算機(jī)器人從當(dāng)前節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的評估代價值；

35、搜索模塊，用于根據(jù)機(jī)器人從當(dāng)前節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的評估代價值，基于a*搜索算法，在地圖節(jié)點(diǎn)中搜索機(jī)器人從起始節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)路徑；

36、執(zhí)行模塊，用于將所述最優(yōu)路徑生成路徑指令，發(fā)送給機(jī)器人執(zhí)行。

37、根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種多臺agv機(jī)器人的路徑規(guī)劃協(xié)調(diào)系統(tǒng)，包括：

38、規(guī)劃模塊，用于調(diào)用agv機(jī)器人路徑規(guī)劃系統(tǒng)對每一臺agv機(jī)器人的路徑進(jìn)行規(guī)劃，得到每一臺agv機(jī)器人的規(guī)劃路徑；

39、沖突檢測模塊，用于根據(jù)每一臺agv機(jī)器人的參數(shù)信息、路徑信息以及每一個節(jié)點(diǎn)所在路段信息，對多臺agv機(jī)器人的行駛進(jìn)行沖突檢測；

40、路徑調(diào)整模塊，用于如果多臺agv機(jī)器人的行駛發(fā)生沖突，則根據(jù)每一臺agv機(jī)器人的任務(wù)優(yōu)先級，對任務(wù)優(yōu)先級低的agv機(jī)器人的規(guī)劃路徑進(jìn)行調(diào)整，得到任務(wù)優(yōu)先級低的agv機(jī)器人的備用路徑。

41、本發(fā)明提供的一種agv機(jī)器人路徑規(guī)劃方法及系統(tǒng)，基于先進(jìn)的路徑規(guī)劃算法和啟發(fā)式函數(shù)，對agv機(jī)器人的路徑自動進(jìn)行規(guī)劃，搜索最優(yōu)規(guī)劃路徑，實現(xiàn)agv機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)的高效率。

技術(shù)特征：

1.一種agv機(jī)器人路徑規(guī)劃方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的agv機(jī)器人路徑規(guī)劃方法，其特征在于，所述機(jī)器人參數(shù)包括機(jī)器人尺寸，所述機(jī)器人約束條件包括機(jī)器人尺寸約束和節(jié)點(diǎn)路徑寬度約束；所述引入機(jī)器人約束條件，基于啟發(fā)式函數(shù)計算機(jī)器人從當(dāng)前節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的評估代價值，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的agv機(jī)器人路徑規(guī)劃方法，其特征在于，所述根據(jù)機(jī)器人從當(dāng)前節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的評估代價值，基于a*搜索算法，在地圖節(jié)點(diǎn)中搜索機(jī)器人從起始節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)路徑：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的agv機(jī)器人路徑規(guī)劃方法，其特征在于，所述方法還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的agv機(jī)器人路徑規(guī)劃方法，其特征在于，所述根據(jù)agv機(jī)器人的尺寸、節(jié)點(diǎn)所在路段的寬度和agv機(jī)器人的行駛方式，判斷agv機(jī)器人是否能夠通過節(jié)點(diǎn)，包括：

6.一種多臺agv機(jī)器人的路徑規(guī)劃協(xié)調(diào)方法，其特征在于，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多臺agv機(jī)器人的路徑規(guī)劃協(xié)調(diào)方法，其特征在于，所述任務(wù)優(yōu)先級低的agv機(jī)器人的備用路徑為：

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多臺agv機(jī)器人的路徑規(guī)劃協(xié)調(diào)方法，其特征在于，所述方法還包括：

9.一種agv機(jī)器人路徑規(guī)劃系統(tǒng)，其特征在于，包括：

10.一種多臺agv機(jī)器人的路徑規(guī)劃協(xié)調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種AGV機(jī)器人路徑規(guī)劃方法及系統(tǒng)，該方法包括：獲取地圖節(jié)點(diǎn)圖、機(jī)器人參數(shù)、起始節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)；引入機(jī)器人約束條件，基于啟發(fā)式函數(shù)計算機(jī)器人從當(dāng)前節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的評估代價值；根據(jù)機(jī)器人從當(dāng)前節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的評估代價值，基于A*搜索算法，在地圖節(jié)點(diǎn)中搜索機(jī)器人從起始節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)路徑；將所述最優(yōu)路徑生成路徑指令，發(fā)送給機(jī)器人執(zhí)行。本發(fā)明基于先進(jìn)的路徑規(guī)劃算法，對AGV機(jī)器人的路徑自動進(jìn)行規(guī)劃，搜索最優(yōu)規(guī)劃路徑，實現(xiàn)AGV機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)的高效率。

技術(shù)研發(fā)人員：阮創(chuàng),陳文杰,李大偉,李文博,徐興
受保護(hù)的技術(shù)使用者：法睿蘭達(dá)科技（武漢）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2