用于自動導引車調(diào)度演示與算法驗證的三維仿真系統(tǒng)技術方案

本發(fā)明專利技術提供了一種用于自動導引車調(diào)度演示與算法驗證的三維仿真系統(tǒng)，包括三維仿真模型、調(diào)度模塊、呼叫器以及存儲路徑信息的數(shù)據(jù)庫；調(diào)度模塊根據(jù)接收的自動導引車的當前位姿信息、工作狀態(tài)信息以及呼叫器發(fā)送的任務請求信息從存儲路徑信息的數(shù)據(jù)庫中獲取對應的路徑信息，并按照任務請求信息、路徑信息生成控制指令，將控制指令下發(fā)至對應的自動導引車；呼叫器向調(diào)度模塊發(fā)送任務請求信息；存儲路徑信息的數(shù)據(jù)庫用于存儲真實環(huán)境中自動導引車的運行路線和站點。本發(fā)明專利技術優(yōu)化了傳統(tǒng)倉庫、工廠的物料搬運、管理方式，使管理人員能夠通過三維仿真環(huán)境的再現(xiàn)演示以及調(diào)度模塊的信息展示更加全面的監(jiān)控，進而提高倉儲管理效率。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及倉庫管理系統(tǒng)
，具體地，涉及一種用于自動導引車調(diào)度演示與算法驗證的三維仿真系統(tǒng)。
技術介紹
隨著工業(yè)自動化水平的不斷提高，以及柔性生產(chǎn)系統(tǒng)概念的逐漸普及，制造型企業(yè)對于原料及貨物在生產(chǎn)線之間以及生產(chǎn)線和倉庫之間運輸管理要求也越來越高。運輸管理的效率直接影響企業(yè)加工生產(chǎn)的效率，直接關聯(lián)企業(yè)的切身利益。對于制造型企業(yè)而言，每天都有大量的原料送往加工點進行加工處理，也有大量的成品、半成品需要搬運至倉庫予以儲存，這些工作如果僅僅依靠人工搬運的方式效率較低且容易出錯。而運輸過程的自動化可以提高物料的運輸效率，可以和生產(chǎn)自動化結合起來真正實現(xiàn)自動化工廠，以便使生產(chǎn)線高效持續(xù)的運行。同時，三維再現(xiàn)演示系統(tǒng)可以實時三維顯示當前運輸系統(tǒng)的運行狀態(tài)，直觀明了，有利于企業(yè)人員對整個生產(chǎn)運輸過程予以全方位的監(jiān)控。公開號為201510215851.2的專利中，名稱：一種具有多導引車調(diào)度分配功能的倉庫管理系統(tǒng)。此專利技術提出了基于多自動導引車的倉儲管理系統(tǒng)，中央管理系統(tǒng)處理收到的信息，生成并發(fā)送操作星系，以及多種添加車載終端設備的自動導引車。此專利技術存在一些不足，沒有提及對多種自動導引車位姿以及工作狀態(tài)的再現(xiàn)演示，也沒有提及呼叫器在實際生產(chǎn)中的重要作用。事實上，對自動導引車的實時監(jiān)視在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場是很重要的一環(huán)，若自動導引車發(fā)生故障而未能及時發(fā)覺，則可能導致生產(chǎn)線缺乏原料或者是成品堆積而陷入停滯，影響生產(chǎn)效率。呼叫器作為一個人機交互裝置，當某個工作點需要將原料搬運至加工現(xiàn)場或者需要將生產(chǎn)的成品或半成品搬運至倉庫，現(xiàn)場加工的工人只需按下呼叫器中對應的按鈕即可通知調(diào)度模塊安排一輛自動導引車搬運相應原料至呼叫點，或者安排一輛空載的自動導引車前往呼叫點將成品或半成品搬運至倉庫?？傊S著工業(yè)現(xiàn)場運輸任務越來越繁重，用來搬運的自動導引車的數(shù)量也會
逐漸增多，此時就需要一個自動導引車三維調(diào)度演示系統(tǒng)對工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的運輸狀態(tài)進行實時的監(jiān)控，并及時響應呼叫器的呼叫請求，力求縮短工業(yè)生產(chǎn)過程中耗費在運輸過程的時間。目前沒有發(fā)現(xiàn)同本專利技術類似技術的說明或報道，也尚未收集到國內(nèi)外類似的資料。
技術實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本專利技術的目的是提供一種用于自動導引車調(diào)度演示與算法驗證的三維仿真系統(tǒng)。根據(jù)本專利技術提供的用于自動導引車調(diào)度演示與算法驗證的三維仿真系統(tǒng)，包括三維仿真模型、調(diào)度模塊、呼叫器以及存儲路徑信息的數(shù)據(jù)庫；其中：所述三維仿真模型是基于實際工作場景、自動導引車數(shù)量與模型而建立的三維仿真建模，用于根據(jù)自動導引車的當前位姿信息、工作狀態(tài)信息以及與呼叫器任務請求信息匹配的路徑信息在三維仿真環(huán)境中再現(xiàn)、模擬演示自動導引車的位姿和工作狀態(tài)；所述調(diào)度模塊，用于根據(jù)接收到的自動導引車當前位姿信息、工作狀態(tài)信息以及呼叫器發(fā)送的任務請求信息從存儲路徑信息的數(shù)據(jù)庫中獲取對應的路徑信息，并按照任務請求信息、路徑信息生成控制指令，將控制指令下發(fā)至對應的自動導引車；所述呼叫器，用于向調(diào)度模塊發(fā)送任務請求信息，并能夠?qū)⑷蝿枕憫闆r反饋回呼叫器；所述存儲路徑信息的數(shù)據(jù)庫，用于存儲真實環(huán)境中自動導引車的運行路線和站點，提供站點表和站點路徑表。優(yōu)選地，所述三維仿真系統(tǒng)所模擬的自動導引車上裝載有傳感設備，所述傳感設備包括：激光雷達，或者電磁傳感器；即傳感設備能夠根據(jù)自身在環(huán)境中的位置生成當前位姿信息和工作狀態(tài)信息，并分別發(fā)送至三維仿真模型、調(diào)度模塊。優(yōu)選地，調(diào)度模塊生成的控制指令經(jīng)過解算能夠轉化為對三維仿真系統(tǒng)中的自動導引車三維模型和實際環(huán)境中的自動導引車的運動指令，所述運動指令包括：前進、后退、轉向、抬叉、放叉。優(yōu)選地，所述三維仿真模型包括：環(huán)境三維模型和自動導引車三維模型；環(huán)境三維模型包括對工業(yè)現(xiàn)場的建模以及地面模型，所述工業(yè)現(xiàn)場包括：貨架、工作點、固定障礙；地面模型包括：站點，到達各個站點的路徑；并且還能夠根據(jù)自動導引
車在實際工作環(huán)境中的位姿變化和工作狀態(tài)變化實時更新自動導引車三維模型在環(huán)境三維模型的位姿和工作狀態(tài)。優(yōu)選地，所述調(diào)度模塊不僅能夠向三維仿真模型中的自動導引車三維模型發(fā)送控制指令，且自動導引車三維模型能夠?qū)崟r響應調(diào)度模塊的控制指令，完成指定的工作任務；調(diào)度模塊也能夠向?qū)嶋H環(huán)境中的自動導引車發(fā)送控制指令，且實際環(huán)境中的自動導引車能夠?qū)崟r響應調(diào)度模塊的控制指令，完成指定的工作任務。優(yōu)選地，自動導引車的工作狀態(tài)信息包括：自動導引車的電池電量、運動速度、目標站點、當前狀態(tài)，其中當前狀態(tài)包括：空閑狀態(tài)、執(zhí)行狀態(tài)、故障狀態(tài)中的任一種。優(yōu)選地，所述調(diào)度模塊包括任務管理單元、交通管理單元、呼叫響應單元、狀態(tài)顯示單元；所述任務管理單元能夠建立并保存自動導引車當前需要完成的所有任務，能夠?qū)崟r顯示當前任務完成狀態(tài)，能夠?qū)⒑艚衅靼l(fā)來的任務請求信息加入到任務列表，能夠根據(jù)自動導引車的當前位姿和狀態(tài)信息進行任務分配；所述交通管理單元能夠根據(jù)當前任務分配合理規(guī)劃自動導引車的行進路線，能夠發(fā)現(xiàn)并解決路徑?jīng)_突；所述呼叫響應單元能夠接收呼叫器發(fā)來的任務請求信息并推送到任務管理單元，并能夠?qū)⑾鄳娜蝿枕憫闆r反饋到呼叫器；所述狀態(tài)顯示單元能夠?qū)崟r顯示當前自動導引車的位姿信息、工作狀態(tài)信息，并能夠?qū)ぷ鳡顟B(tài)信息和位姿信息可能引發(fā)的錯誤或危險進行報警。優(yōu)選地，所述存儲路徑信息的數(shù)據(jù)庫包括自動導引車運行的路線和站點組成的拓撲路徑對應的路由表，路由表中包括站點表和站點路徑表；自動導引車運行的路線和站點是基于實際環(huán)境場景而建立，并在三維仿真系統(tǒng)中根據(jù)此路線和站點搭建環(huán)境三維模型。與現(xiàn)有技術相比，本專利技術具有如下的有益效果：本專利技術提供的用于自動導引車調(diào)度演示與算法驗證的三維仿真系統(tǒng)優(yōu)化了傳統(tǒng)倉庫、工廠的物料搬運、管理方式，使管理人員能夠通過三維仿真環(huán)境的再現(xiàn)演示以及調(diào)度模塊的信息展示更加全面的監(jiān)控，進而提高倉儲管理效率。附圖說明通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本專利技術的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：圖1為自動導引車三維調(diào)度演示的邏輯功能框圖；圖2為調(diào)度模塊系統(tǒng)運行流程圖；圖3為本專利技術的仿真系統(tǒng)整體原理示意圖。具體實施方式下面結合具體實施例對本專利技術進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本專利技術，但不以任何形式限制本專利技術。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本專利技術構思的前提下，還可以做出若干變化和改進。這些都屬于本專利技術的保護范圍。根據(jù)本專利技術提供的用于自動導引車調(diào)度演示與算法驗證的三維仿真系統(tǒng)，包括三維仿真環(huán)境、調(diào)度模塊、呼叫器、存儲地圖信息的數(shù)據(jù)庫以及至少一種導引車；其中，所述調(diào)入軟件通過數(shù)據(jù)庫載入工業(yè)現(xiàn)場的拓撲圖，接收來自呼叫器的呼叫并生成相應任務，結合自動導引車反饋的位姿信息和工作狀態(tài)信息，選擇完成所有任務時間最短的分配策略對任務進行合理有效的分配，給每輛自動導引車生成一條行駛路徑。所述調(diào)度模塊包括任務管理單元，交通管理單元、呼叫響應單元、狀態(tài)顯示單元；其中：所述任務管理單元將呼叫響應單元推送的新增任務加入任務列表中，亦或是直接在任務管理單元新建任務，結合當前自動導引車的位姿以及工作狀態(tài)，生成任務分配表發(fā)送給交通管理單元。所述任務管理單元的任務信息包括任務的類型、任務起點的三維位姿、任務終點的三維位姿、任務優(yōu)先級本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種用于自動導引車調(diào)度演示與算法驗證的三維仿真系統(tǒng)，其特征在于，包括三維仿真模型、調(diào)度模塊、呼叫器以及存儲路徑信息的數(shù)據(jù)庫；其中：所述三維仿真模型是基于實際工作場景、自動導引車數(shù)量與模型而建立的三維仿真建模，用于根據(jù)自動導引車的當前位姿信息、工作狀態(tài)信息以及與呼叫器任務請求信息匹配的路徑信息在三維仿真環(huán)境中再現(xiàn)、模擬演示自動導引車的位姿和工作狀態(tài)；所述調(diào)度模塊，用于根據(jù)接收到的自動導引車當前位姿信息、工作狀態(tài)信息以及呼叫器發(fā)送的任務請求信息從存儲路徑信息的數(shù)據(jù)庫中獲取對應的路徑信息，并按照任務請求信息、路徑信息生成控制指令，將控制指令下發(fā)至對應的自動導引車；所述呼叫器，用于向調(diào)度模塊發(fā)送任務請求信息，并能夠?qū)⑷蝿枕憫闆r反饋回呼叫器；所述存儲路徑信息的數(shù)據(jù)庫，用于存儲真實環(huán)境中自動導引車的運行路線和站點，提供站點表和站點路徑表。

【技術特征摘要】
1.一種用于自動導引車調(diào)度演示與算法驗證的三維仿真系統(tǒng)，其特征在于，包括三維仿真模型、調(diào)度模塊、呼叫器以及存儲路徑信息的數(shù)據(jù)庫；其中：所述三維仿真模型是基于實際工作場景、自動導引車數(shù)量與模型而建立的三維仿真建模，用于根據(jù)自動導引車的當前位姿信息、工作狀態(tài)信息以及與呼叫器任務請求信息匹配的路徑信息在三維仿真環(huán)境中再現(xiàn)、模擬演示自動導引車的位姿和工作狀態(tài)；所述調(diào)度模塊，用于根據(jù)接收到的自動導引車當前位姿信息、工作狀態(tài)信息以及呼叫器發(fā)送的任務請求信息從存儲路徑信息的數(shù)據(jù)庫中獲取對應的路徑信息，并按照任務請求信息、路徑信息生成控制指令，將控制指令下發(fā)至對應的自動導引車；所述呼叫器，用于向調(diào)度模塊發(fā)送任務請求信息，并能夠?qū)⑷蝿枕憫闆r反饋回呼叫器；所述存儲路徑信息的數(shù)據(jù)庫，用于存儲真實環(huán)境中自動導引車的運行路線和站點，提供站點表和站點路徑表。2.根據(jù)權利要求1所述的用于自動導引車調(diào)度演示與算法驗證的三維仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述三維仿真系統(tǒng)所模擬的自動導引車上裝載有傳感設備，所述傳感設備包括：激光雷達，或者電磁傳感器；即傳感設備能夠根據(jù)自身在環(huán)境中的位置生成當前位姿信息和工作狀態(tài)信息，并分別發(fā)送至三維仿真模型、調(diào)度模塊。3.根據(jù)權利要求1所述的用于自動導引車調(diào)度演示與算法驗證的三維仿真系統(tǒng)，其特征在于，調(diào)度模塊生成的控制指令經(jīng)過解算能夠轉化為對三維仿真系統(tǒng)中的自動導引車三維模型和實際環(huán)境中的自動導引車的運動指令，所述運動指令包括：前進、后退、轉向、抬叉、放叉。4.根據(jù)權利要求1所述的用于自動導引車調(diào)度演示與算法驗證的三維仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述三維仿真模型包括：環(huán)境三維模型和自動導引車三維模型；環(huán)境三維模型包括對工業(yè)現(xiàn)場的建模以及地面模型，所述工業(yè)現(xiàn)場包括：貨架、工作點、固定障礙；地面模型包括：站點，到達各個站點的路徑；并且還能夠根據(jù)自動導引車在實際工作環(huán)境中的位姿變化和工作狀態(tài)變化實時更新自動...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：王景川，陳衛(wèi)東，唐三立，
申請(專利權)人：上海交通大學，
類型：發(fā)明
國別省市：上海;31