基于dijkstra算法的工廠AGV路徑規劃方法技術

本發明專利技術公開了一種基于dijkstra算法的工廠AGV路徑規劃方法，本發明專利技術通過預計算地圖信息實現動態路徑規劃，使得搜索效率極大提高并能夠在工廠地圖變化或未變化的情況下精確的檢索到的最短路徑，為今后的融合算法提供了一種新的解決思路。種新的解決思路。種新的解決思路。

【技術實現步驟摘要】
基于dijkstra算法的工廠AGV路徑規劃方法


[0001]本專利技術涉及人造金剛石加工車間自動運輸路徑規劃
，尤其涉及一種基于dijkstra算法的工廠AGV路徑規劃方法。

技術介紹

[0002]AGV(Automated Guided Vehicle，自動導引運輸車)是能按照作業任務需求結合自身狀態，進行自主導航、避障的車輛。可以廣泛運用于各種車間、物流、貨運等企業。AGV小車替代了以前的人工搬運、極大的減少了人力資源的消耗。并且AGV所在工作環境的布局具有柔性，能方便的進行路徑調整。再投入生產之前可方便的在仿真系統中調試，不影響生產。因此，在自動化物流系統中，最能體現出其自主性和柔性，實現高效、經濟、靈活的自主化生產。
[0003]在自動化加工車間中，地圖在相當一段時間不會改變。對于已經確定的拓撲圖，任意兩個節點之間的距離是固定的。因此對于AGV的動態調度首先對地圖進行預計算，之后的路徑規劃時間會被大大降低。

技術實現思路

[0004]本專利技術目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種基于dijkstra算法的工廠AGV路徑規劃方法，在地圖沒有改變時，動態路徑規劃以響應不斷新增的任務訂單時，減少無用節點的搜索從而降低動態路徑規劃的時間消耗并能夠使搜索出來的路徑最優，即動態搜索路徑等于實際最短路徑；地圖偶爾變化時，AGV能檢測發現并搜索出最優路徑。
[0005]本專利技術是通過以下技術方案實現的：
[0006]一種基于dijkstra算法的工廠AGV路徑規劃方法，包括下述步驟：
[0007](1)預處理：把工廠地圖信息以拓撲圖形式存儲并上傳到本地；以工廠地圖各個節點循環地調用dijkstra算法，計算出各節點到其他所有節點的最短距離，計算結果保存在節點間的距離矩陣D并上傳到本地，其中元素d[i][j]表示節點i到節點j的最短距離；
[0008](2)在某節點處產生任務訂單后，需要生成由起點v
start
到終點v
end
的最短路徑dist(v
start
，v
end
)，通過距離矩陣D得到由起點v
start
到終點v
end
的最短路徑dist(v
start
，v
end
)＝d[v
start
][v
end
]，設到達節點v
mid
累計路徑長度為g(v
mid
),則遍歷以v
mid
為起點的所有邊，則有如下等式(1)
[0009]dist(v
start
，v
end
)＝＝g(v
mid
)+μ(v
mid
,v
x
)+dist(v
x
,v
end
) (1)
[0010]其中μ(v
mid
,v
x
)表示工廠地圖中以v
mid
為起點的任意一條邊，
[0011]dist(v
x
,v
end
)表示從節點x到終點v
end
的距離；
[0012]若等式(1)成立，則邊μ(v
mid
,v
x
)是起點v
start
到終點v
end
最短路徑中的一條邊，重復執行步驟(2)，直到搜索出目的節點v
end
；若遍歷完工廠地圖中以v
mid
為起點的所有邊都不能使等式(1)成立，則說明地圖中的節點信息發生改變進入步驟(3)；
[0013](3)遍歷工廠地圖中所有以v
mid
為起點的邊，則有等式(2)
[0014]f(v
mid
，v
end
)＝μ(v
mid
,v
x
)+dist(v
x
,v
end
)
????
(2)
[0015]其中f(v
mid
，v
end
)表示當地圖節點信息發生改變時，從節點x到終點的最短距離估算值；
[0016]計算出以v
mid
為起點到目標節點v
end
新的最小代價值，并將起點v
start
更替為v
mid
且μ(v
mid
,v
x
)為最短路徑的邊。
[0017]步驟(1)中，以工廠地圖各個節點循環地調用dijkstra算法，計算出的各節點到其他所有節點的最短距離為以時間為權值的最短距離。
[0018]對于地圖沒有變化情況，任意兩節點之間的地理最短距離確定不變，所以預處理階段得到兩點間距離d[i][j]所構成的矩陣D與實際車間地理最短距離一致。通過不斷循環步驟(2)，逐步從源點向目標點擴展從而得到實際最短路徑。該算法不用計算與理論最短路徑無關的點，使得只需要搜索最短路徑沿途的邊以及沿途各點為起點的邊。在動態調度中極大程度的降低了一次路徑規劃的時間成本。
[0019]對于地圖有變化情況即μ(v
mid
,v
x
)不等于dist(v
mid
，v
x
)。該算法把v
mid
替換v
start
重新代入步驟(2)中，能夠在較短時間內搜索出到目的節點新的最優路徑。
[0020]本專利技術的優點是：
[0021](1)本專利技術使用預計算地圖信息的路徑規劃方法，使得算法不用再計算大量的無用節點，極大提高了在工廠中AGV動態路徑規劃時的節點搜索效率。
[0022](2)本專利技術能夠在極短時間內動態的計算出從源點到目的點的最短路徑。
[0023](3)本專利技術在工廠地圖環境發生變化時，及時做出調整并重新規劃出從地圖變化點到目的點的最優路線。
[0024](4)使用此算法，能夠在動態調度中極大地降低進行一次路徑規劃的時間成本，為融合路徑算法提供了新的解決方案。
附圖說明
[0025]圖1為本專利技術實施例的整體實施流程圖；
[0026]圖2為本專利技術實施例的路徑搜索過程中檢索節點示意圖；
[0027]圖3為本專利技術實施例中最短距離示意圖。
具體實施方式
[0028]如圖1所示，一種基于dijkstra算法的工廠AGV路徑規劃方法，包括以下步驟：
[0029]步驟1：工廠地圖以拓撲圖形式構成表(outEdge List)，方便查詢；
[0030]如圖2所示，依次對每個節點使用標準Dijkstra算法，得出此點到其余各點的最短路徑(以時間為權值)，構成矩陣Dst，方便查詢；
[0031]步驟2：將當前點設置為起始點本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種基于dijkstra算法的工廠AGV路徑規劃方法，其特征在于：包括下述步驟：(1)預處理：把工廠地圖信息以拓撲圖形式存儲并上傳到本地；以工廠地圖各個節點循環地調用dijkstra算法，計算出各節點到其他所有節點的最短距離，計算結果保存在節點間的距離矩陣D并上傳到本地，其中元素d[i][j]表示節點i到節點j的最短距離；(2)在某節點處產生任務訂單后，需要生成由起點v
start
到終點v
end
的最短路徑dist(v
start
，v
end
)，通過距離矩陣D得到由起點v
start
到終點v
end
的最短路徑dist(v
start
，v
end
)＝d[v
start
][v
end
]，設到達節點v
mid
累計路徑長度為g(v
mid
),則遍歷以v
mid
為起點的所有邊，則有如下等式(1)dist(v
start
，v
end
)＝＝g(v
mid
)+μ(v
mid
,v
x
)+dist(v
x
,v
end
) (1)其中μ(v
mid
,v
x
)表示工廠地圖中以v
mid
為起點的任意一條邊，dist(v
x
,v
...

【專利技術屬性】
技術研發人員：董玉革，袁康，王虎，
申請(專利權)人：合肥工業大學，
類型：發明
國別省市：