一种AGV滚动调度方法、装置、电子设备及介质

专利2026-05-06  8


本发明涉及数据处理,尤其涉及一种agv滚动调度方法、装置、电子设备及介质。


背景技术:

1、集装箱自动化港口的效率主要取决于自动引导车辆(agv)调度方案。研究表明,集装箱自动化港口有助于减少人工操作、提高运营稳定性、对人工数量及运营费用能够降低45%及25%~55%,并能够提高10%~35%的港口生产率。但是,随着全球的自动化港口规模建设快速发展对集装箱自动化港口的能力也是一种巨大的挑战,因此如何提高集装箱自动化港口运营效率以及服务质量是重中之重。现有主流文献中任务指派未更多考虑集装箱运输的时效性以及可解释性,也存在难以与港口起重机(qc)进行组织配合的问题。同时,由于集装箱任务的随机到达性需要计算效率高和无冲突点的路径规划算法。

2、现有研究存在以下问题:

3、(1)优化目标上:现有agv相关研究关于任务调度优化目标追求总营运成本最低,并未考虑各集装箱运输任务紧急程度,易造成部分集装箱运输任务时效性差。

4、(2)路径规划上:现有研究多是将agv进行并行计算进行路径规划,使得计算速率难以考虑;需要增加较多的车辆碰撞规则结合其路径规划算法实现多avg车辆路径规划。


技术实现思路

1、本发明实施例的主要目的在于提出一种agv滚动调度方法、装置、电子设备及介质,以期解决现有技术至少一种问题,本发明能够高效进行agv调度。

2、为实现上述目的,本发明实施例的一方面提出了一种agv滚动调度方法,方法包括:

3、从港口信息管理系统获取港口布局信息、集装箱任务信息和所有agv的等待分配信息;

4、基于港口布局信息对目标港口进行栅格化处理,得到港口栅格地图;

5、根据等待分配信息和集装箱任务信息,通过在港口格栅地图上进行路径规划得到权值矩阵;权值矩阵包括每个agv对应到不同集装箱任务的代价成本;

6、根据权值矩阵通过匈牙利法获得每个agv的任务指派结果;

7、根据任务指派结果在港口栅格地图进行路径规划构建得到动态栅格表;

8、根据动态栅格表进行避障规划,生成每个agv的目标路径规划。

9、在一些实施例中,基于港口布局信息对目标港口进行栅格化处理,得到港口栅格地图,包括:

10、基于港口布局信息确定目标港口的区域分布场景;区域分布场景的类型包括任务接收区、箱区、道路和agv;

11、对不同类型的区域分布场景进行区分标记,进而对区域分布场景进行二值化替代,得到港口栅格地图。

12、在一些实施例中,根据等待分配信息和集装箱任务信息,通过在港口格栅地图上进行路径规划得到权值矩阵,包括:

13、根据等待分配信息和集装箱任务信息,确定每个agv对应到不同集装箱任务的移动起点、移动终点以及集装箱任务的任务起点、任务开始时间和任务期望最早完成时间;移动起点表征agv的初始位置,移动终点表征集装箱任务的任务终点;

14、将移动起点作为目标起点,将任务起点作为目标终点,通过改进的a-star算法进行第一路径评估,获得第一路径评估结果;基于第二路径评估结果确定每个agv对应到不同集装箱任务的初始权值矩阵;

15、将任务起点作为目标起点,将任务终点作为目标终点,通过改进的a-star算法进行第二路径评估,获得第二路径评估结果;基于第二路径评估结果确定任务时间;基于任务期望最早完成时间减去任务开始时间和任务时间,得到权重因子;

16、基于权重因子与初始权值矩阵的和,得到权值矩阵;

17、其中,改进的a-star算法通过目标起点到目标终点的曼哈顿距离对第二代价进行加权;改进的a-star算法的表达式为:

18、f(p[i])=g(p[i])+h(p[i])*(0.5+h(p[i])/w)

19、式中,f(p[i])表示路径评估结果;g(p[i])表示目标起点到中间状态的第一代价;h(p[i])表示中间状态到目标终点的第二代价;w表示曼哈顿距离。

20、在一些实施例中,根据权值矩阵通过匈牙利法获得每个agv的任务指派结果,包括:

21、以总最小加权花费成本为目标函数,对权值矩阵的行或列对应减去该行或该列的最小值,将权值矩阵转化为包括多个位于不同行不同列的零元素;令所有零元素对应变量取1;

22、获取变量为1的行和列对应的agv和集装箱任务的对应结果,进而确定每个agv的任务指派结果。

23、在一些实施例中,根据任务指派结果在港口栅格地图进行路径规划构建得到动态栅格表,包括:

24、以时间序列为横坐标,以栅格序列为纵坐标,建立栅格障碍表;

25、根据集装箱任务的任务优先级,结合任务指派结果确定agv的调用顺序;

26、基于调用顺序,将对应调用的agv的初始位置作为目标起点通过改进的a-star算法进行路径规划;改进的a-star算法基于目标起点到目标终点的曼哈顿距离进行加权;

27、将每个agv的路径规划结果按时序动态记录到栅格障碍表,得到动态栅格表。

28、在一些实施例中,根据动态栅格表进行避障规划,生成每个agv的目标路径规划,包括:

29、根据动态栅格表,将agv的位置信息按照优先级进行滚动输入,通过iaoa-a算法进行避障规划,生成每个agv的目标路径规划。

30、为实现上述目的,本发明实施例的另一方面提出了一种agv滚动调度装置,装置包括:

31、第一模块,用于从港口信息管理系统获取港口布局信息、集装箱任务信息和所有agv的等待分配信息;

32、第二模块,用于基于港口布局信息对目标港口进行栅格化处理,得到港口栅格地图;

33、第三模块,用于根据等待分配信息和集装箱任务信息,通过在港口格栅地图上进行路径规划得到权值矩阵;权值矩阵包括每个agv对应到不同集装箱任务的代价成本;

34、第四模块,用于根据权值矩阵通过匈牙利法获得每个agv的任务指派结果;

35、第五模块,用于根据任务指派结果在港口栅格地图进行路径规划构建得到动态栅格表;

36、第六模块,用于根根据动态栅格表进行避障规划,生成每个agv的目标路径规划。

37、为实现上述目的,本发明实施例的另一方面提出了一种电子设备,电子设备包括存储器和处理器,存储器存储有计算机程序,处理器执行计算机程序时实现上述的方法。

38、为实现上述目的,本发明实施例的另一方面提出了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现上述的方法。

39、为实现上述目的,本发明实施例的另一方面提出了一种计算机程序产品,包括计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现上述的方法。

40、本发明实施例至少包括以下有益效果:本发明提供一种agv滚动调度方法、装置、电子设备及介质,该方案通过从港口信息管理系统获取港口布局信息、集装箱任务信息和所有agv的等待分配信息;基于港口布局信息对目标港口进行栅格化处理,得到港口栅格地图;根据等待分配信息和集装箱任务信息,通过在港口格栅地图上进行路径规划得到权值矩阵;权值矩阵包括每个agv对应到不同集装箱任务的代价成本;根据权值矩阵通过匈牙利法获得每个agv的任务指派结果;根据任务指派结果在港口栅格地图进行路径规划构建得到动态栅格表;根根据动态栅格表进行避障规划,生成每个agv的目标路径规划。本发明基于集装箱紧急程度的指派规则是考虑在实时状态下各agv的位置信息,任务状态信息等时间相关信息进行输入,从而对实时状态下的空闲agv车辆进行任务指派;本发明能够高效进行agv调度规划。


技术特征:

1.一种agv滚动调度方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述港口布局信息对目标港口进行栅格化处理,得到港口栅格地图,包括:

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述等待分配信息和所述集装箱任务信息,通过在所述港口格栅地图上进行路径规划得到权值矩阵,包括:

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述权值矩阵通过匈牙利法获得每个所述agv的任务指派结果,包括:

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述任务指派结果在所述港口栅格地图进行路径规划构建得到动态栅格表,包括:

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述动态栅格表进行避障规划,生成每个所述agv的目标路径规划,包括:

7.一种agv滚动调度装置,其特征在于,所述装置包括:

8.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6任一项所述的方法。

9.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法。

10.一种计算机程序产品,包括计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6任意一项所述的方法。


技术总结
本发明公开了一种AGV滚动调度方法、装置、电子设备及介质,方法包括:从港口信息管理系统获取港口布局信息、集装箱任务信息和所有AGV的等待分配信息;基于港口布局信息对目标港口进行栅格化处理,得到港口栅格地图;根据等待分配信息和集装箱任务信息,通过在港口格栅地图上进行路径规划得到权值矩阵;权值矩阵包括每个AGV对应到不同集装箱任务的代价成本;根据权值矩阵通过匈牙利法获得每个AGV的任务指派结果;根据任务指派结果在港口栅格地图进行路径规划构建得到动态栅格表;根根据动态栅格表进行避障规划,生成每个AGV的目标路径规划。本发明能够高效进行AGV调度规划,可广泛应用于数据处理技术领域。

技术研发人员:熊宸,王呈,房文博,周少锐
受保护的技术使用者:中山大学
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
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