【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及倉儲物流，具體涉及一種無人倉儲系統中agv避障路徑規劃方法。
技術介紹
1、無人倉儲系統通過自動化設備提高物流效率和準確性，其中自動導向車(automated?guided?vehicle，簡稱agv)，也稱為自動導向搬運車、自動引導搬運車作為關鍵的自動化搬運工具，其路徑規劃和避障能力直接影響倉儲系統的運行效率和安全性。
2、然而，在實際應用過程中，倉儲環境不是單一不變的，倉儲環境的復雜程度會影響agv的路徑規劃效率以及準確率，傳統的agv路徑規劃方法往往在面對復雜倉儲環境時反應遲緩，且缺乏有效的全局搜索能力，導致路徑規劃效率和避障效果不理想，因此為了使得agv的路徑規劃能夠滿足各種倉儲環境，并且保證agv能夠在復雜的倉儲環境中依舊準確高效的運作，需要對agv運行過程中的相關算法進行改進，以保障agv在運輸工作中的效率及安全性。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術的目的在于提供一種無人倉儲系統中agv避障路徑規劃方法，用以解決現有的agv路徑規劃方法在面對復雜倉儲環境時反應遲緩，且缺乏有效的全局搜索能力，導致路徑規劃效率和避障效果不理想問題。
2、為實現上述目的，本專利技術提供了一種無人倉儲系統中agv避障路徑規劃方法。具體地，該方法包括如下步驟：
3、一種無人倉儲系統中agv避障路徑規劃方法，其特征在于，包括如下步驟：
4、1)構建agv所處倉儲的環境地圖；
5、2)采用改進的差分進化算法在環境地圖上進
6、所述改進的差分進化算法為：采用嵌套的logistic映射和skewtent映射生成混沌初始化種群，對混沌初始化種群進行多次循環的變異、交叉、選擇以及萊維飛行操作，至滿足終止條件后輸出結果；
7、3)在agv沿所述全局可行路徑進行移動時，實時檢測agv在所述可行路徑上是否存在未知障礙物，若存在未知障礙物，則采用動態窗口法，對全局可行路徑中該未知障礙物所處區間內的局部路徑重新進行路徑規劃，得到局部路徑規劃結果，以使agv在該未知障礙物所處區間內沿此局部路徑規劃結果運行。
8、本專利技術方法具有如下優點：本專利技術改進的差分進化算法與現有傳統的差分進化算法的區別在于本專利技術是基于嵌套的logistic映射和skew?tent映射生成混沌初始化種群，而傳統的是隨機生成的初始化種群，并且相較于傳統的差分進化算法，本專利技術在選擇操作后還進行了萊維飛行操作。
9、首先，logistic映射因其簡單的數學形式和可控的混沌特性被廣泛使用，其在初始化種群時，能夠產生具有隨機性和遍歷性的序列，有助于算法在廣闊的搜索空間中進行有效的探索并避免陷入局部最優，skew?tent映射作為一種混沌映射，具有快速的迭代速度和良好的統計性能，通過分段線性函數生成混沌序列，能夠在初始化過程中為種群提供更多的多樣性，同時skew?tent映射的混沌特性有助于算法避免過早的收斂，并保持種群的多樣性，因此將經過上述logistic映射和skewtent映射生成混沌初始化種群，充分利用兩種映射的優勢，使生成的種群具有更好隨機性和均勻性，從而提高算法的全局搜索能力和局部搜索精度，有助于算法在復雜的優化問題中找到全局最優解。
10、其次，本專利技術在選擇操作之后，對選定的個體應用萊維飛行策略，通過模擬動物的覓食行為，結合長距離和短距離的隨機移動，增強了算法的全局搜索能力以及局部搜索能力。
11、再者，本專利技術方法中，在基于改進的差分進化算法得到的全局路徑規劃后，在agv運行中還實時檢測agv在此全局路徑規劃線路上運行時是否存在未知障礙物，這里的未知障礙物為在構建環境地圖中未出現的障礙物，如移動的操作人員、其他運行中的agv或在可行路徑上會影響agv通過的其他物件，而這些未知障礙物會影響agv的正常運行，因此本專利技術中對運行中的agv進行實時檢測，并在檢測到未知障礙物影響agv的運行時，采用動態窗口法對局部路徑進行調整以保證agv的安全運行。
12、綜上所述，本專利技術的方法有效避免了局部最優解，提高了路徑規劃的適應性和準確性，同時增強了agv在復雜環境中的避障能力和安全性。
13、進一步地，步驟2)中，采用嵌套的logistic映射和skew?tent映射生成混沌初始化種群的步驟包括：在一定區間內設定映射的參數，選擇初始值進行logistic映射和skewtent映射的迭代計算得到多個值，將多個值按照設定規則排列形成新的序列，在新的序列滿足混沌特性后，則將該新的序列作為混沌初始化種群。
14、進一步地，在生成混沌初始化種群的步驟中，若新的序列不滿足混沌特性，則改變初始值后再次進行logistic映射和skew?tent映射的迭代計算，直至新的序列滿足混沌特性。
15、進一步地，logistic映射的映射公式為：
16、xk+1＝μxk(1-xk)；
17、其中，xk表示在迭代步k時的種群比例；μ是系統參數。
18、進一步地，skew?tent映射的映射公式為：
19、
20、其中，a是映射的參數。
21、其有益效果為：在一定區間內設定映射的參數以保證其混沌特性，同時為混沌映射選擇一個初始值，并分別通過上述logistic映射公式與skew?tent映射公式進行迭代計算，生成一系列值作為種群的一部分。將生成的值按照設定規則排列形成新的序列，充分利用兩種映射的優勢，使生成的種群具有更好隨機性和均勻性。檢驗合并后的序列是否滿足混沌特性，若檢驗不通過，則需要重新選擇初始值，若檢驗通過，則利用該混沌序列作為改進算法的初始種群，增加種群的多樣性和分布均勻性。
22、進一步地，步驟3)中，所述動態窗口法為：獲取agv當前狀態信息以及agv的運行速度范圍，模擬agv在運行速度范圍中各運行速度下的軌跡，預測到多個當前狀態信息下agv運行速度范圍軌跡，根據選取條件，選取一條與未知障礙物無碰撞點的路徑作為局部路徑規劃結果。
23、進一步地，步驟3)中，通過根據所選取的與未知障礙物無碰撞點的路徑對應的agv運行速度，控制agv的運行，以實現agv在該未知障礙物所處區間內沿此局部路徑規劃結果運行。
24、進一步地，所述選取條件為：對每個當前狀態信息下agv運行速度范圍軌跡基于運行安全性和運行效率進行綜合評估，根據綜合評估結果進行選取。
25、其有益效果為：本專利技術中的動態窗口法是通過獲取agv的當前情況，以及agv的運行速度范圍，本專利技術中的agv的運行速度范圍是指在agv實際運行過程中能夠實現的速度狀態范圍，而在當前狀態下，agv在運行速度范圍中不同的運行速度下，得到的局部運行路徑是不同的，因此本專利技術中通過模擬agv在當前情況下各個運行速度下的局部運行路徑，根據模擬出來的局部運行路徑，基于選取條件進行選取合適本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種無人倉儲系統中AGV避障路徑規劃方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的無人倉儲系統中AGV避障路徑規劃方法，其特征在于，步驟2)中，采用嵌套的Logistic映射和Skew?Tent映射生成混沌初始化種群的步驟包括：在一定區間內設定映射的參數，選擇初始值進行Logistic映射和Skew?Tent映射的迭代計算得到多個值，將多個值按照設定規則排列形成新的序列，在新的序列滿足混沌特性后，則將該新的序列作為混沌初始化種群。
3.根據權利要求2所述的無人倉儲系統中AGV避障路徑規劃方法，其特征在于，在生成混沌初始化種群的步驟中，若新的序列不滿足混沌特性，則改變初始值后再次進行Logistic映射和SkewTent映射的迭代計算，直至新的序列滿足混沌特性。
4.根據權利要求2或3所述的無人倉儲系統中AGV避障路徑規劃方法，其特征在于，Logistic映射的映射公式為：
5.根據權利要求2或3所述的無人倉儲系統中AGV避障路徑規劃方法，其特征在于，SkewTent映射的映射公式為：
6.根據權利要求1所
7.根據權利要求6所述的無人倉儲系統中AGV避障路徑規劃方法，其特征在于，步驟3)中，通過根據所選取的與未知障礙物無碰撞點的路徑對應的AGV運行速度，控制AGV的運行，以實現AGV在該未知障礙物所處區間內沿此局部路徑規劃結果運行。
8.根據權利要求6所述的無人倉儲系統中AGV避障路徑規劃方法，其特征在于，所述選取條件為：對每個當前狀態信息下AGV運行速度范圍軌跡基于運行安全性和運行效率進行綜合評估，根據綜合評估結果進行選取。
9.根據權利要求1所述的無人倉儲系統中AGV避障路徑規劃方法，其特征在于，步驟2)中，所述萊維飛行公式為：
10.根據權利要求1所述的無人倉儲系統中AGV避障路徑規劃方法，其特征在于，步驟1)中，采用柵格地圖構建AGV所處倉儲的環境地圖。
...【技術特征摘要】
1.一種無人倉儲系統中agv避障路徑規劃方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的無人倉儲系統中agv避障路徑規劃方法，其特征在于，步驟2)中，采用嵌套的logistic映射和skew?tent映射生成混沌初始化種群的步驟包括：在一定區間內設定映射的參數，選擇初始值進行logistic映射和skew?tent映射的迭代計算得到多個值，將多個值按照設定規則排列形成新的序列，在新的序列滿足混沌特性后，則將該新的序列作為混沌初始化種群。
3.根據權利要求2所述的無人倉儲系統中agv避障路徑規劃方法，其特征在于，在生成混沌初始化種群的步驟中，若新的序列不滿足混沌特性，則改變初始值后再次進行logistic映射和skewtent映射的迭代計算，直至新的序列滿足混沌特性。
4.根據權利要求2或3所述的無人倉儲系統中agv避障路徑規劃方法，其特征在于，logistic映射的映射公式為：
5.根據權利要求2或3所述的無人倉儲系統中agv避障路徑規劃方法，其特征在于，skewtent映射的映射公式為：
6.根據權利要求1所述的無人倉...
【專利技術屬性】
技術研發人員：敖勇，謝昊天，邵海龍，劉新偉，李騰飛，李獻強，周宇，
申請(專利權)人：機科發展科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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