【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及路徑規(guī)劃，尤其涉及一種自動(dòng)化集裝箱碼頭多agv路口協(xié)同方法。
技術(shù)介紹
1、在現(xiàn)代物流行業(yè)中，海洋運(yùn)輸是國(guó)際物流行業(yè)的主要運(yùn)輸方式，海運(yùn)已成為國(guó)際貿(mào)易的支柱和推動(dòng)貿(mào)易全球化的關(guān)鍵動(dòng)力。自動(dòng)導(dǎo)引車（automatic?guided?vehicle，agv）作為一種新興的運(yùn)輸設(shè)備，能夠完成港口裝卸船和堆場(chǎng)之間的集裝箱運(yùn)輸和裝卸作業(yè)，其自身配備有多種傳感器來實(shí)現(xiàn)定位和導(dǎo)航功能，便于系統(tǒng)調(diào)度作業(yè)，以更加快捷和方便的方式滿足作業(yè)需求。
2、自動(dòng)化碼頭由于其路網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、任務(wù)數(shù)量眾多等特征，需要較多數(shù)量的agv同時(shí)進(jìn)行作業(yè)，這會(huì)導(dǎo)致agv在作業(yè)過程中出現(xiàn)路口沖突和死鎖等問題。尤其是在行駛路線復(fù)雜的路口，若不通過交叉路口協(xié)同通行方法規(guī)劃agv的路口通行方案，必然會(huì)產(chǎn)生大量的路口沖突與死鎖，從而影響港口作業(yè)安全和運(yùn)營(yíng)效率。
3、現(xiàn)有的大多數(shù)agv路口協(xié)同方案都對(duì)自動(dòng)化集裝箱碼頭的交叉路口進(jìn)行了簡(jiǎn)化處理，與實(shí)際港口作業(yè)環(huán)境差距較大。其中一部分方案將交叉路口區(qū)域簡(jiǎn)化為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，不考慮交叉路口的幾何屬性，從而導(dǎo)致同時(shí)只能有一輛agv通過路口區(qū)域，在此基礎(chǔ)上再使用節(jié)點(diǎn)時(shí)間窗等方法規(guī)劃agv在路口的通行方案。節(jié)點(diǎn)時(shí)間窗是基于每輛agv的預(yù)測(cè)到達(dá)時(shí)間劃分的，而實(shí)際作業(yè)過程中，agv之間產(chǎn)生的擁堵會(huì)增加預(yù)測(cè)誤差，從而導(dǎo)致該方法的效率較差。另一部分方案將交叉路口區(qū)域柵格化，每個(gè)柵格都會(huì)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)維護(hù)一個(gè)agv占用序列，基于此序列檢測(cè)agv之間的沖突，實(shí)現(xiàn)多agv的路口協(xié)同通行。柵格法的效率與柵格劃分的密度相關(guān)，柵格劃分的越細(xì)
4、在城市場(chǎng)景下，運(yùn)動(dòng)控制和軌跡預(yù)測(cè)被用來實(shí)現(xiàn)路口協(xié)同，但由于城市環(huán)境開放，路口之間的聯(lián)系并不緊密，大部分方案只集中研究了單個(gè)交叉路口，并沒有考慮路口協(xié)同方法的結(jié)果在路口之間的互相影響。自動(dòng)化集裝箱碼頭較為閉塞，路口之間的連接緊密，同時(shí)存在大量agv執(zhí)行運(yùn)輸作業(yè)，路口協(xié)同方法的結(jié)果在路口之間的影響也會(huì)更為重要。
5、因此，如何能夠提供一種多agv路口協(xié)同通行的方案成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)提供了一種自動(dòng)化集裝箱碼頭多agv路口協(xié)同方法，解決相關(guān)技術(shù)中存在的agv執(zhí)行運(yùn)輸作業(yè)時(shí)缺乏路口協(xié)同導(dǎo)致通行效率低等問題。
2、作為本專利技術(shù)的一個(gè)方面，提供一種自動(dòng)化集裝箱碼頭多agv路口協(xié)同方法，其中，包括：
3、確定當(dāng)前路口數(shù)量以及agv數(shù)量，并根據(jù)當(dāng)前路口數(shù)量和agv數(shù)量構(gòu)建路口通行模型，所述路口通行模型至少包括多邊形的交叉路口模型；
4、根據(jù)mcts算法對(duì)所述路口通行模型進(jìn)行通行順序搜索，獲得每個(gè)agv的通行優(yōu)先級(jí)；
5、將每個(gè)agv的通行優(yōu)先級(jí)發(fā)送至對(duì)應(yīng)的agv，每個(gè)agv能夠根據(jù)自身的通行優(yōu)先級(jí)執(zhí)行運(yùn)輸作業(yè)；
6、根據(jù)mcts算法對(duì)所述路口通行模型進(jìn)行通行順序搜索，獲得每個(gè)agv的通行優(yōu)先級(jí)，包括：
7、根據(jù)mcts算法確定所述路口通行模型的優(yōu)化目標(biāo)為最小化平均agv路口通過時(shí)間；
8、針對(duì)每個(gè)路口，根據(jù)每個(gè)agv的未來路徑表篩選后獲得除去存在沖突的agv組合通行方式；
9、根據(jù)mcts算法并依據(jù)所述路口通行模型的優(yōu)化目標(biāo)尋找所述agv組合通行方式中每個(gè)路口的最佳通行順序；
10、根據(jù)所述最佳通行順序確定每個(gè)路口的每個(gè)agv的通行優(yōu)先級(jí)；
11、根據(jù)mcts算法并依據(jù)所述路口通行模型的優(yōu)化目標(biāo)尋找所述agv組合通行方式中每個(gè)路口的最佳通行順序，包括：
12、針對(duì)每個(gè)路口構(gòu)建搜索樹，其中所述搜索樹包括根節(jié)點(diǎn)和在所述根節(jié)點(diǎn)上依次延伸的多層節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)均包括能夠同時(shí)通過的agv組合，且每個(gè)節(jié)點(diǎn)均能夠向下擴(kuò)展出子節(jié)點(diǎn)，位于第一層的節(jié)點(diǎn)優(yōu)先級(jí)最高，且所述搜索樹叢根節(jié)點(diǎn)開始的每個(gè)分支均表示一個(gè)可行的通行次序；
13、根據(jù)mcts算法迭代所述搜索樹，直至滿足所述路口通行模型的優(yōu)化目標(biāo)，獲得所述agv組合通行方式中每個(gè)路口的最佳通行順序；
14、根據(jù)mcts算法迭代所述搜索樹，包括：
15、從根節(jié)點(diǎn)開始通過模擬策略公式選擇即將擴(kuò)展的節(jié)點(diǎn)，其中所述模擬策略公式表示為：
16、，
17、其中，表示子節(jié)點(diǎn)的分?jǐn)?shù)，表示當(dāng)前節(jié)點(diǎn)已經(jīng)被訪問過的次數(shù)，表示子節(jié)點(diǎn)已經(jīng)被訪問過的次數(shù)，表示權(quán)重系數(shù)；
18、根據(jù)模擬策略公式選擇的節(jié)點(diǎn)，逐步向下擴(kuò)展新節(jié)點(diǎn)以達(dá)到目標(biāo)狀態(tài)，所述目標(biāo)狀態(tài)為能夠包括agv集合的所有元素的狀態(tài)；
19、計(jì)算當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的分?jǐn)?shù)；
20、根據(jù)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的分?jǐn)?shù)反向傳播，以更新父節(jié)點(diǎn)的分?jǐn)?shù)。
21、進(jìn)一步地，確定當(dāng)前路口數(shù)量以及agv數(shù)量，并根據(jù)當(dāng)前路口數(shù)量和agv數(shù)量構(gòu)建路口通行模型，包括：
22、獲取當(dāng)前全部路口信息以及當(dāng)前全部agv信息；
23、根據(jù)當(dāng)前全部路口信息生成路口列表，?以及根據(jù)當(dāng)前全部agv信息生成agv列表以及agv未來路徑列表，其中每個(gè)agv的未來路徑列表均包括多個(gè)路點(diǎn)信息；
24、根據(jù)agv未來路徑列表確定每個(gè)agv在任意一個(gè)路口且處于同一時(shí)間時(shí)等待通過的agv集合；
25、構(gòu)建路口停車區(qū)域模型，并構(gòu)建所述agv集合的通行優(yōu)先級(jí)集合。
26、進(jìn)一步地，構(gòu)建路口停車區(qū)域模型，包括：
27、根據(jù)路口形狀構(gòu)建與路口形狀匹配的多邊形模型；
28、在所述多邊形模型外圍設(shè)置與所述多邊形區(qū)域間隔預(yù)設(shè)距離的外圍控制線，所述外圍控制線與所述多邊形模型之間形成控制區(qū)域；
29、其中，每個(gè)agv進(jìn)入到當(dāng)前路口的控制區(qū)域時(shí)，該agv被加入到所述agv集合，且當(dāng)該agv離開當(dāng)前路口的控制區(qū)域時(shí)，該agv被從所述agv集合中刪除。
30、進(jìn)一步地，構(gòu)建所述agv集合的通行優(yōu)先級(jí)集合，包括：
31、確定所述agv集合中的每個(gè)agv的實(shí)時(shí)分配通行優(yōu)先級(jí)；
32、根據(jù)所述每個(gè)agv的實(shí)時(shí)分配通行優(yōu)先級(jí)確定所述agv集合的通行優(yōu)先級(jí)集合。
33、進(jìn)一步地，針對(duì)每個(gè)路口，根據(jù)每個(gè)agv的未來路徑表篩選后獲得除去存在沖突的agv組合通行方式，包括：
34、針對(duì)每個(gè)路口，根據(jù)每個(gè)agv的未來路徑表判斷agv的通行是否存在沖突；
35、若判定存在通行沖突的agv組合，則將該存在通行沖突的agv組合除去，獲得除去存在沖突的agv組合通行方式。
36、進(jìn)一步地，根據(jù)每個(gè)agv的未來路徑表判斷agv的通行是否存在沖突，包括：
37、針對(duì)兩個(gè)agv，確定每個(gè)agv對(duì)應(yīng)的未來路徑集合分別為r1和r2；
38、根據(jù)最小距離計(jì)算公式計(jì)算兩個(gè)agv的未來路徑集合的最小距離，其中最小距離計(jì)算公式為：
39、，
40、其中，表示?r1中全部元素和r2本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種自動(dòng)化集裝箱碼頭多AGV路口協(xié)同方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)化集裝箱碼頭多AGV路口協(xié)同方法，其特征在于，確定當(dāng)前路口數(shù)量以及AGV數(shù)量，并根據(jù)當(dāng)前路口數(shù)量和AGV數(shù)量構(gòu)建路口通行模型，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)化集裝箱碼頭多AGV路口協(xié)同方法，其特征在于，構(gòu)建路口停車區(qū)域模型，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)化集裝箱碼頭多AGV路口協(xié)同方法，其特征在于，構(gòu)建所述AGV集合的通行優(yōu)先級(jí)集合，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)化集裝箱碼頭多AGV路口協(xié)同方法，其特征在于，針對(duì)每個(gè)路口，根據(jù)每個(gè)AGV的未來路徑表篩選后獲得除去存在沖突的AGV組合通行方式，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自動(dòng)化集裝箱碼頭多AGV路口協(xié)同方法，其特征在于，根據(jù)每個(gè)AGV的未來路徑表判斷AGV的通行是否存在沖突，包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)化集裝箱碼頭多AGV路口協(xié)同方法，其特征在于，計(jì)算當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的分?jǐn)?shù)，包括：
【技術(shù)特征摘要】
1.一種自動(dòng)化集裝箱碼頭多agv路口協(xié)同方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)化集裝箱碼頭多agv路口協(xié)同方法，其特征在于，確定當(dāng)前路口數(shù)量以及agv數(shù)量，并根據(jù)當(dāng)前路口數(shù)量和agv數(shù)量構(gòu)建路口通行模型，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)化集裝箱碼頭多agv路口協(xié)同方法，其特征在于，構(gòu)建路口停車區(qū)域模型，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)化集裝箱碼頭多agv路口協(xié)同方法，其特征在于，構(gòu)建所述agv集合的通...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王曉偉，陳實(shí)，徐彪，秦兆博，謝國(guó)濤，秦曉輝，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：江蘇集萃清聯(lián)智控科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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